二氧化碳捕集的案例
CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術，是將CO2從電廠等工業或其他排放源分離，經富集、壓縮并運輸到特定地點，注入儲層封存以實現被捕集的CO2與大氣長期分離的技術。在此技術基礎上發展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業設施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產過程加以利用，最終實現有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環節基礎上增加了對二氧化碳利用的環節，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。
簡單來說，CCUS技術即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續再利用或者封存起來的技術。那么，二氧化碳的捕集技術有哪些呢？
1、化學吸收法
化學吸收法是指化學溶劑通過與CO2發生化學反應，對二氧化碳進行吸收，當外部條件如溫度發生或壓力改變時，使得反應逆向進行，從而達到二氧化碳的解析及吸收劑的循環再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經引風機從底部進入吸收塔，同時吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內接觸后發生反應。
展開 CCUS前沿研究-中國礦業大學陸詩建團隊：國能錦界電廠15萬噸/年二氧化碳捕集凈化項目研究與設計經驗
圖文摘要｜Graphical abstract
圖1 項目三維效果圖
圖2 項目全景圖
文章簡介｜Introduction
本文介紹了150kt/a 煙氣CO2捕集項目的背景，該項目是國內已建成的規模最大的煙氣碳捕集項目。項目目標是建設國內首個燃燒后CO2捕集與咸水層封存示范工程，優化燃燒后CO2捕集咸水層封存全過程系統，掌握關鍵技術，實現低能耗燃煤電廠碳捕集與近零排放。對捕集系統的工藝與消耗進行了分析，進行了全系統節能優化，蒸汽消耗≤1.27 t/t CO2，吸收劑損失≤1.0 kg/t CO2，對工程健康、安全、環保進行了論述，并提出了運行分析測試方案。
引言
2019年，中國碳排放量超過110億噸，約占全球碳排放量的30%，實現碳中和所需的碳減排遠高于其他國家。在2015年11月的巴黎氣候大會上，中國提出了二氧化碳減排目標，中國的二氧化碳排放量將在2030年達到峰值，單位GDP二氧化碳排放量將比2005年減少60-65%。2016年9月，中國在G20峰會上率先簽署了氣候變化《巴黎協定》，在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。因此，減少二氧化碳排放已成為中國的一項重要發展戰略，國務院和各部委也出臺了一系列支持減排的政策。
在碳中和的背景下，CCUS作為碳中和的兜底技術，迎來了快速發展的窗口期。
展開 潘繼平：『CCUS-EOR』管輸二氧化碳驅油與提高采收率問題研究| 國際石油經濟
在二氧化碳驅油埋存方面，針對不同類型油氣藏和儲層特點，加強技術攻關，形成有效驅油技術和注氣工藝，提高油藏管理水平，防止過早氣竄，提高體積波及范圍，提高采收率，積極探索用于頁巖氣（壓裂）、煤層氣（驅替）開發提高采收率的技術。同時，加強埋存和監測技術研發，提高二氧化碳埋存效率，確保井筒安全，實現地下長期安全封存。
4.5 積極探索貫穿全產業鏈、全流程的靈活多樣的商業模式和運營模式，帶動相關產業協同發展
CCUS-EOR與二氧化碳管道運輸涉及產業面寬，需要靈活多樣的商業模式和運營模式，以滿足各相關方利益訴求。一是在捕集供應環節，探索二氧化碳排放、捕集、貿易等多種商業模式，排放企業可以自行捕集，也可委托第三方，二者均可直接銷售二氧化碳資源，也可通過賣給貿易商向中下游提供資源。二是在管輸環節，管道企業可借鑒油氣管輸商業模式，開展單獨的二氧化碳運輸業務，也可以開展貿易、運輸一體化業務，探索靈活多樣的二氧化碳管輸、貿易業務。三是在驅油封存環節，以油氣田企業為主，允許獨立第三方埋存企業利用枯竭油氣藏專業從事二氧化碳埋存業務。四是探索上中下游全過程一體化等商業模式和運營模式，允許二氧化碳排放和捕集企業參與管道建設運營、參與驅油封存業務，允許管輸企業參與資源捕集貿易、驅油封存業務，允許下游企業向中上游延伸，構建全過程全產業鏈一體化投資合作商業與運營模式。
4.6 完善綠色金融政策，盡快出臺關于二氧化碳管輸與驅油（氣）埋存的財稅等經濟支持政策
一是著重對二氧化碳捕集業務予以補貼和稅費抵扣等，鼓勵二氧化碳排放企業加大捕集力度，鼓勵第三方專業化碳捕集服務。二是支持超臨界二氧化碳運輸管道建設運營示范項目，鼓勵社會資本參與投資建設運營。
展開 氣體分離Science子刊：多孔有機骨架薄膜用于燃燒前捕集二氧化碳
【引言】
化石燃料的一大缺點就是在燃燒過程會產生大量二氧化碳等溫室氣體，從而加劇溫室效應是得氣候環境進一步惡化。然而除非可再生能源在成本上能夠合理化，在此之前化石能源依然是人類不可或缺的能量來源。因此，如何高效捕集二氧化碳就是優化化石能源使用的當務之急。傳統工業的方法較常用胺溶液的洗脫技術來實現廢氣中二氧化碳的消除，這一方法能量消耗巨大，設備成本高，亟需效率更高、更環保的方法進行替代。多孔材料以其較高的氣體吸附量、易脫附以及高選擇性等特點成為了研究人員尋求替代方案的主要方向。
利用基于多孔材料的薄膜來吸附分離二氧化碳具有操作簡便、高效環保的特點，然而膜材料自身吸附選擇性差、易老化等問題一直阻礙著相關工業技術的發展。以多孔有機骨架（POFs）膜為例，POFs的孔徑相對較大，并且目前制備連續無缺陷膜的技術依然不成熟，致使POF基膜材料的氣體分離性能大打折扣。針對大孔的問題，研究人員開發了苯并咪唑單元連接的有機多孔聚合物（BILPs），這類POFs的孔徑相對狹小，不僅更易于吸收二氧化碳，而且熱和化學穩定性也非常好。但是BILPs不溶于大多數溶劑，使得制備BILPs基薄膜變得極具挑戰性。荷蘭代爾夫特理工大學的Jorge Gascon課題組利用室溫界面聚合（IP）的方法成功制備了無缺陷的BILPs薄膜（BILP-101x），并且這一薄膜在氫氣/二氧化碳分離方面表現出優異的性能。2018年9月21日，相關成果以題為“Facile manufacture of porous organic framework membranes for precombustion CO2 capture”在線發表在Science Advances上。
展開 
二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）技術中4種CO2運輸方式優缺點對比！
我國“碳達峰”與“碳中和”目標的實現需要大幅度優化現有能源結構和經濟發展方式，同時也需要一定規模的二氧化碳捕集
CCUS的事實有何成效？我國百萬級CCUS項目梳理
通過勘察，專家組普遍認為，寧夏東部有較好的二氧化碳地質封存條件，與寧東地區大量高濃度二氧化碳排放形成了較好的源匯匹配，較適宜開展二氧化碳封存。
國內外CCUS項目解讀
17、延長石油煤化工CO2捕集與驅油示范項目
坐標：陜西 捕碳規模：30萬噸/年
陜西延長石油集團榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳捕集裝置項目依托煤制甲醇裝置，以及設施生產的高純度二氧化碳氣體為原料，經壓縮、冷凝液化生產純度達到99.6%的液體二氧化碳產品。
所捕集的二氧化碳全部用于延長石油下屬油田的二氧化碳驅油和地質封存，實現了制造業與采掘業協同耦合發展，每年可減少二氧化碳排放30萬噸。國內已投運CCUS示范項目依然面臨高能耗、高成本的挑戰。根據生態環境部此前發布的公開數據顯示，國內煤化工二氧化碳捕集最低成本為120元/噸。
陜西延長石油集團榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳項目捕集能耗1.36吉焦/噸，捕集成本僅為105元/噸，目前為國內成本最低，對我國促進CCUS技術規模化、商業化應用具有重大意義。
18、國華錦界電廠燃燒后CO2捕集與封存全流程示范項目
坐標：陜西 捕碳規模：15萬噸/年
陜西國華錦界能源有限責任公司燃煤電廠15萬噸／年CCS示范項目是國家重點研發計劃項目、陜西省重點建設項目、國家能源集團重大科技創新項目，于2019年11月1日開工建設，2021年1月安裝建設完成，并通過168小時試運行，連續生產出純度99. 5%的工業級合格液態二氧化碳產品，成功實現了燃煤電廠煙氣中二氧化碳大規模捕集，成為目前國內規模最大的燃煤電廠燃燒后二氧化碳捕集與驅油封存全流程示范項目。
展開 CCUS專項工程介紹和相關信息丨國內外CCUS項目解讀：分布圖、應用場景及成本介紹
目前該裝置捕集的二氧化碳主要用于焊接保護和電廠發電機氫冷置換等領域。
17、延長石油煤化工CO2捕集與驅油示范項目
坐標：陜西 捕碳規模：30萬噸/年
陜西延長石油集團榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳捕集裝置項目依托煤制甲醇裝置，以及設施生產的高純度二氧化碳氣體為原料，經壓縮、冷凝液化生產純度達到99.6%的液體二氧化碳產品。
所捕集的二氧化碳全部用于延長石油下屬油田的二氧化碳驅油和地質封存，實現了制造業與采掘業協同耦合發展，每年可減少二氧化碳排放30萬噸。國內已投運CCUS示范項目依然面臨高能耗、高成本的挑戰。根據生態環境部此前發布的公開數據顯示，國內煤化工二氧化碳捕集最低成本為120元/噸。
陜西延長石油集團榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳項目捕集能耗1.36吉焦/噸，捕集成本僅為105元/噸，目前為國內成本最低，對我國促進CCUS技術規模化、商業化應用具有重大意義。
展開 綠色技術 | 新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術
新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術
該技術采用CO?化學鏈礦化利用技術路線，通過構建化學鏈反應，以專有的鹽溶液為載體，將工業尾氣中的二氧化碳和含鈣的工業固廢如電石渣、鋼渣或硅酸鹽礦石等原料，通過濕法間接礦化反應，將各種CO?濃度的工業廢氣在常溫常壓下快速完成礦化反應，CO?脫除率可達90%以上。同時得到具有經濟價值的微米級碳酸鈣（CaCO3）產品，鹽溶液則在過程中可循環利用。
該技術提供了大規模、低成本二氧化碳捕集利用與封存解決方案，實現二氧化碳減排、大宗固廢減量和資源循環利用，同時生成高附加值綠色碳酸鈣產品，可以廣泛應用在建筑、塑膠、造紙、涂料等行業，技術經濟性良好。
該技術已在某集團成功完成了全球首個火電廠CO?化學鏈礦化捕集利用技術1000噸/年研究與示范項目，經組織院士專家評價，達到國際領先水平。該技術在全球權威技術競賽XPRIZE Carbon Removal碳去除大賽中入圍全球TOP 60，成為全球礦化技術路線唯一入選的中國公司。
新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術原理
技術價值
應用范圍：
該技術應用可適用于火電、鋼鐵、石化、水泥等行業，可為上述行業提供碳減排的技術解決方案。
解決痛點：
（1）解決了傳統的CO?礦化技術能耗高、經濟性差、實現工業化推廣應用的難題；
（2）該技術無需對CO?進行捕集提純，大幅簡化了流程，降低了投資和運營成本；
（3）該技術易于工業放大，單體項目可以處理百萬噸級以上的CO?。
展開 2022年中國碳捕集、利用與封存（CCUS）行業洞察報告
[1][2] 資料來源：《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2021）》。
文章來源：36氪
保證人類零碳未來的托底技術 ——碳捕集利用與封存（CCUS）技術路線利弊分析
IPCC（政府間氣候變化專門委員會）關于全球變暖1.5℃的特別報告指出，CCUS（碳捕集利用與封存）技術可以有效改善全球氣候變化，并明確指出CCUS技術對于在2050年實現零碳排放具有重要意義。
根據2015的巴黎氣候大會披露的減碳圖表，可以看出CCUS技術主要是在2030年之后全球將逐漸發力于二氧化碳的移除，而這與中國2030碳達峰的目標不謀而合。
來源：Rhodes CJ. The 2015 Paris Climate Change Conference: Cop21. Science Progress 2016;99(1):97-104.
02
主流減碳技術總結
碳減排首先第一步是將二氧化碳捕集，后續可將捕集的二氧化碳直接封存也就是CCS，或是把二氧化碳能源化或資源化也就是CCU。在這些步驟中，二氧化碳捕獲是最關鍵的技術，因為它占整個CCS運營成本的70%以上。CO2捕集的方法可按照對燃料、氧化劑和燃燒產物采用的措施，可以分為燃燒前捕集、純氧燃燒和燃燒后捕集3大類，如下圖所示。
來源：北極星大氣網
燃燒前捕集是相對成本較低、效率較高的一種方法。
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深度！國內外CCUS發展歷程與現狀
2017年
北京房山琉璃河水泥廠建成1,000噸/年水泥窯煙氣碳捕集項目。中國石油長慶油田建成5萬噸/年二氧化碳捕集與驅油示范項目，從寧煤甲醇廠捕集二氧化碳，送往陜西定邊姬塬油區進行驅油利用。中國科學院上海高等研究院與山西潞安集團合作，建成全球首套萬方級甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置。
2018年
安徽蕪湖白馬山水泥廠建成5萬噸/年水泥窯煙氣碳捕集純化項目。中科院過程所建成離子液體催化二氧化碳制備碳酸二甲酯萬噸級工業示范裝置。
丁仲禮院士：發展CCUS全產業鏈技術是穩健推進中國綠色低碳發展的重要一環
導 讀
3月17日，第七屆碳捕集利用與封存國際論壇在北京昌平中國石油科技交流中心開幕。來自全球10多個國家的能源界、科技界近600位政府官員、企業高管、專家學者與會，交流探討CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術創新和產業發展路徑，政、產、學、研四方合力推動CCUS產業體系做大做強，聯手促進全球能源綠色低碳轉型。
CCUS作為革命性的綠色低碳技術，將生產過程中排放的二氧化碳捕集后加以利用，可用于地下驅油、生產化工原料等，實現二氧化碳排放變廢為寶。將二氧化碳大量封存地下可以緩解氣候變化。
CCUS是國際公認的三大減碳途徑之一，能夠實現大規模化石能源零排放利用，CCUS也是實現碳達峰碳中和的兜底技術，在碳達峰碳中和進程中具有不可替代的重要作用。據國際能源署預測，全球利用CCUS減碳將在2030年、2035年、2050年分別達16億噸、40億噸和76億噸，分別占2020年全球碳排放總量的4.7%、11.8%和22.4%。
中國科學院院士丁仲禮指出，我國能源活動碳排放約占全國碳排放總量的77%，能源發展轉型任務更加緊迫，必須直面碳減排這個“硬骨頭”。發展CCUS全產業鏈技術，是穩健推進我國綠色低碳發展的重要一環。
CCUS產業技術發展是一個多層次、跨行業的系統工程。不同地區全產業鏈技術水平仍有較大差距，產業化發展成本依然較高。中國石油集團董事長、中國工程院院士戴厚良提出，大家要攜手同行，以工程思維合力推進，加快形成CCUS產業化規模化經濟利用，為此，他提出，合力破解CCUS科學技術難題、合力推進CCUS全產業鏈示范工程、合力構建CCUS高質量發展良好環境。
展開 CCUS，“會捕”更要“會用”
此外，我國高含二氧化碳氣田正在利用提純后的二氧化碳制造干冰和用于食品的保鮮。
近年來，國內外都注意到從基礎性和原創性的研究入手，加強對二氧化碳利用的探索，這是化害為利、降低成本的必要措施。
目前，國內外利用催化劑助力二氧化碳加氫制甲醇的研究取得重要進展。如瑞士利用鈀鋅合金通過醋酸酯橋絡合物制甲醇、天津大學通過氧化銦負載銀催化使二氧化碳加氫制甲醇，都取得實驗成功；青島生物能源與過程研究所利用海洋中的某種“工業產油微藻”在光能驅動下將二氧化碳和水規模轉化成各種鏈長的脂肪酸以供工業使用；華東理工大學等研究團隊的科技成果“實現二氧化碳高溫捕集和原位轉化”的工業性試生產引起人們關注。它利用高溫煙道氣合成具有吸附、催化雙功能的復合材料，將碳循環和逆水煤氣變換反應相結合，進行二氧化碳高溫捕集和原位轉化。二氧化碳的原位轉化率接近90%，捕集和轉化在同一塔內完成，大幅度降低了基建和操作的成本。該技術所產生的合成氣為后續生產甲醇、乙醇等高附加值產品提供了原料氣。
此外，國內外對“等離激元”技術的應用更引人關注，該技術大大降低了傳統催化反應的輸入能量要求（可利用太陽能或廢熱），提高了能量轉化效率，實現了二氧化碳轉化為汽油、柴油、氫等能源，在一個反應設備中同步完成所有工業步驟，更加節能和降低成本。
等離激元技術實際上復刻了整個光合作用。該技術已走出了實驗室，2020年在黑龍江七臺河市建成了中試基地，利用當地煤電廠的余熱和二氧化碳實現了年產6噸的合成天然氣和合成汽油，其離大規模商業生產僅差最后一公里。
展開 哈工大邵路課題組封面文章：金屬有機框架穿織高效二氧化碳捕集膜及納米復合界面評價新方法
【引言】
二氧化碳在空氣中的濃度已經達到歷史最高水平，溫室效應引發的災害凸顯。碳排放的控制與全人類的生存息息相關，大力發展清潔能源技術的同時急需開發有效的CO2捕集技術，二膜分離技術是一種能夠高效分離CO2的新型低碳技術。近年來，隨著膜分離技術的發展，傳統的聚合物膜性能逐漸落后，而無機分子篩膜受限于合成難度和高成本，目前難以大規模發展，因此催生了混合基質膜，即將多孔納米粒子填充到傳統的聚合物膜中，利用多孔無機材料促進氣體在膜內的傳輸以及改善選擇性。在眾多的多孔填料中，金屬有機框架（MOFs）由于其高度規整的次納米級孔結構和超高的比表面積近年來備受矚目，其獨特的有機無機雜化性質使研究人員可以根據不同用途對MOF進行多種多樣的化學修飾。對于混合基質膜，納米填料在聚合物中的分散性對混合基質膜的性能起決定性作用，因此通過表面修飾提高MOF與聚合物之間的相容性的研究具有重要意義。
【成果簡介】
近日哈爾濱工業大學邵路課題組采用UiO-66類型MOF作為納米填料，紫外交聯的PEO體系作為聚合物體系。通過對氨基化的UiO-66-NH2進行氨基化，使其接枝上具有高反應活性的烯丙基，得到可參與自由基反應的UiO-66-MA，從而在制膜過程中能夠使UiO-66-MA與PEO大分子單體進行聚合，以獲得良好的界面性能。結果表明UiO-66-NH2在PEO交聯膜中的分散較差，出現了明顯的團聚，并且對復合膜的性能提高較少。而添加了UiO-66-MA的復合膜中，MOF顆粒分散良好，且氣體滲透性能得到了較大程度的提高，CO2的滲透通量最高可達1439 Barrer，超過了目前大部分CO2親和性分離膜。
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