“双碳”目标下的中国CCUS碳捕集技术挑战及对策

“双碳”目标下的中国CCUS碳捕集技术挑战及对策

CCUS（碳捕集、利用与封存）技术是实现全球碳减排的重要途径，也是保障中国能源安全和推动经济协同发展的重要手段。本文从技术现状、政策支持、经济性分析等多个维度，详细阐述了CCUS技术在中国的发展现状和未来方向。

“双碳”目标下的中国CCUS碳捕集技术挑战及对策

2024-03-06

摘要：CCUS（碳捕集、利用与封存）技术是实现全球碳减排的重要途径，也是保障中国能源安全和推动经济协同发展的重要手段。同时，有利于促进中国可持续发展和生态文明建设。中国CCUS技术各环节均取得了显著进展，但要大规模推广应用仍然存在多重制约。基于文献调研和工作积累，阐述了国内外CCUS技术现状，指出了CCUS技术当前所面临的技术挑战及攻关方向。已有的研究工作表明，解决捕集技术能耗和成本高，驱油封存技术有待进一步研究，化工利用技术转化能耗高、转化效率低，封存安全性监测和评估技术体系尚未建立等难题的对策措施有：①针对不同排放源的特性，选用不同的碳捕集方法多元化融合实现源头降本；②攻关多目标优化技术，协调优化驱油效率和CO₂封存率；③持续研发新型催化剂，加速CO₂的转化反应，提高转化效率；④充分借鉴美国、澳大利亚等国家的碳税政策，探索适合中国CCUS产业的财税激励政策，增加经济效益，提高企业积极性；⑤建立覆盖CCUS全链条各环节的系列标准规范，指导工程建设实施，从规范上降低企业风险。通过这些措施的实施，推动中国CCUS技术的快速发展，为实现碳中和目标做出更大的贡献。

关键词：“双碳”；CCUS技术；技术创新；政策支持；碳中和

1 技术现状

CCUS技术是一种针对温室气体的减排技术，能够大幅减少使用化石燃料的温室气体排放，涵盖CO₂捕集、运输、利用与封存4大环节（图1）。

目前，CCUS技术已经得到了广泛应用。在捕集环节，主要有燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧和化学链燃烧技术。在运输环节，CO₂可以通过管道、船舶、铁路/公路等多种方式进行运输。在利用与封存环节，可以将CO₂转化为高附加值产品，如水泥、钢铁、化肥等，也可以将CO₂封存于地下岩层中。

国外规模化典型项目主要集中在美国、加拿大等国家。加拿大是全球最大油砂生产国之一，油砂是一种非常规的石油资源。加拿大政府在油砂领域实施了多项CCUS项目，通过将捕集的CO₂注入油砂中，可以促进油砂的开采和生产，同时也提高石油的采收率。例如Sunncor Energy（森科能源）公司的碳捕集和封存项目、Syncrude Canada（加拿大合成油公司）公司的低排放项目以及边界大坝（Boundary Dam）项目。

为了减少温室气体排放和提高能源效率，美国政府在煤炭行业实施了多个CCUS项目，其中之一是在美国怀俄明州运营的Petra Nova项目。该项目是美国和日本合作的一个大型CCUS项目，实施地在德克萨斯州的西部牧场油田，由NRG能源公司和日本JX Nippon（新日本石油公司）合作进行，每年捕集纯度为99%的CO₂为160×10⁴t。