专家谈CCUS：“捕捉”刚性碳排放

大气中的碳排放有没有可能收集起来呢？这不是异想天开，实际上“碳捕捉”技术——碳捕集利用与封存（CCUS）正越来越受国际关注。据联合国政府间气候变化专门委员会发布的《全球升温1.5℃特别报告》显示，CCUS是确保实现《巴黎协定》气候目标的重要技术支撑，绝大多数气候模式都需要它以实现深度减排目标。

 

CCUS是指将二氧化碳从工业或其他碳排放源中捕集，并运输到特定地点加以利用或封存的技术，包括碳捕集、碳储运、碳地质利用与封存、碳转化利用等环节，具有减排规模大、减排效益明显的特点。

 

根据碳排放浓度不同，捕集技术有燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧等，目前直接空气捕集技术也被关注。碳储运包括槽车、船运、管道运输等方式。捕集来的二氧化碳，可以进行地质封存，或与地质利用相结合。比如目前应用最多的驱油技术是将二氧化碳注入油藏中，使原先不具备开采条件的原油变得可流动，在显著提高原油开采效率的同时减少碳排放；也可以进行转化利用，以二氧化碳为主要原料，通过化工或生物过程转化为高附加值产品，如制备碳酸酯、微藻养殖并转化为生物质燃料等，是未来重要的发展方向。

 

CCUS不仅可以实现直接碳减排，还能带动相关低碳产业的发展。比如在氢能产业中，由化石能源产生的“蓝氢”在CCUS技术的支持下可以减少碳排放，成为较为理想的二次能源。此外，用生物质与燃煤混合发电再配合碳捕集，也被证明是一种高效且稳定的技术路径，有待进一步推广。

 

能源转型、能效提升、节能减排是当前减碳的主要途径。然而在一些行业，比如水泥、钢铁、化工等，由于工艺特性，即使在工艺路线改进和产能优化后，仍然存在化石能源的需求以及二氧化碳刚性排放。CCUS是中和这部分工业碳排放的支撑技术，对全球减排贡献估计占10%—30%。从上世纪80年代起，一些发达国家开始相关技术探索和工程示范。截至2020年底，全球共部署有CCUS项目65项，其中26项正在运行，每年可捕集和永久封存约4000万吨二氧化碳。

 

总体来看，CCUS能够将二氧化碳从排放源头拦截，称得上减碳的“强效药”；由于技术环节多、工程复杂，目前还是一种成本很高的“贵价药”。尤其是在捕集环节，成本可能高达200—500元/吨碳。随着材料化学等领域的技术进步和大规模工业化应用，成本制约有望被破除。目前，英国、日本等多国已将CCUS作为碳中和行动计划的重要组成部分，未来这一技术将迎来广阔发展空间。

 

我国不久前出台的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中，CCUS被列入绿色低碳重大科技。近年来，我国相关领域研究取得积极进展，开发出多项具有自主知识产权的技术，具备了全流程设计能力，2021年启动了百万吨级的全链条碳捕集驱油与封存项目、全国首个海上二氧化碳封存项目等。未来，通过加强国际交流、吸收先进经验，CCUS技术有望得到进一步推广应用。