碳捕集技术能否成为实现碳中和目标的关键？

　　

　　在全球追求减排与应对气候变化的背景下，碳捕集、利用与储存技术的重要性日益凸显。国际能源署发布的最新数据显示，2023年，全球碳捕集的能力主要集中在美国和中国这两个国家。美国以绝对的碳捕集总量居全球首位，而中国则在增量方面表现突出，成为全球增速最快的碳捕集国。

　　2023年，全球的碳捕集与存储能力达到5500万吨，其中美国和巴西占据了60%的市场份额。尽管巴西的碳捕集能力主要来源于1座工厂，但美国凭借其多样化的独立设施，展现出其在碳捕集技术方面的强大实力。具体而言，美国的多座发电厂运用燃烧后捕集技术，极大地提高了其碳捕集能力。美国在碳捕集与封存领域投入较大，或将成为碳捕集与储存这项新生技术的重要试验场。相关数据显示，2020年，全球CCUS产能规模因加拿大某二氧化碳项目投运明显扩大，而美国已运行和规划中的碳捕集项目数量也较多，目前已有24个，其和加拿大正在发展的项目主要都是利用所捕集的碳恢复石油开采活动。于2017年启动、2020年关停的佩特拉诺瓦（Petranova）项目曾是美国唯一的煤电厂碳捕集项目，每年可以捕集140万吨二氧化碳并运输到油田加以利用。2023年，美国西北大学研究的“湿度摆动”技术，利用一系列离子在低湿度时捕集二氧化碳、在高湿度时释放二氧化碳，为直接空气捕集提供了一种比传统技术更节能的碳捕集方法。这种方法结合了创新的动力学方法和多种离子，几乎可以从任何地方去除碳。同年，美国西北大学的科研人员在湿法再生碳捕集的基础上，还提出了5种新型阴离子（正硅酸盐、硼酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐和二碱性磷酸盐），将这些阴离子引入离子交换膜时，可实现在干燥条件下捕集二氧化碳，在潮湿条件下也可以释放二氧化碳。

　　加拿大政府计划为CCUS项目及用于生产低碳能源的设备支付补贴，以推动相关技术的发展。其中，2014年运行至今的边界大坝能源（Boundary Dam Power）项目每年能够捕集约100万吨二氧化碳，捕集率较高，对减少发电厂的碳排放具有重要意义；2015年运行的Quest项目将原油制氢过程产生的二氧化碳注入咸水层封存，是加拿大在碳封存领域的重要实践，为减少工业碳排放提供了可行的解决方案。

　　英国制定了相关政策推动碳捕集技术发展，比如设立了碳捕集与封存技术基础设施基金。英国国家CCUS研究中心致力于提高工业生产中二氧化碳的捕集率，正寻求从工业生产中捕集大量的二氧化碳，并努力将工业生产中二氧化碳的捕集率提高至95%或更高。2021年，英国境内运行的塔塔钢铁碳捕集示范项目每年可以捕集4万吨二氧化碳，约占当地燃气电站总排放量的11%。

　　澳大利亚拥有多个碳捕集与封存项目，比如“碳网”计划，计划每年在澳大利亚东南沿海的巴斯海峡封存500万吨二氧化碳，预计到2030年投入使用。皇家墨尔本理工大学2019年公布的室温转化固态碳技术利用液态金属做催化剂，首次实现在室温下将空气中的二氧化碳持续有效转变成固体碳。预计到2030年投入使用（目前处于规划和推进阶段）的“碳网”计划（CarbonNet）将在澳大利亚东南沿海的巴斯海峡进行，每年预计封存500万吨二氧化碳。

　　日本基于异佛尔酮二胺（IPDA）的碳捕集技术由日本东京都立大学科研团队发现，相关论文于2022年发表在《环境》（《ACS Environmental Au》）期刊，其可直接从环境中捕集二氧化碳，能够去除超过99%浓度为400ppm（约为大气中的浓度水平）的二氧化碳，效率至少是现阶段其他直接空气捕集（DAC）系统的两倍。其反应产物以固体形式从溶液中转化出来，避免了产物在液相中积累导致反应速度降低的问题。2023年4月份，巴斯夫及其工程伙伴日挥株式会社共同开发的高压再生二氧化碳捕集技术——HiPACT®技术，是日本首个以当地天然气生产蓝氢和蓝氨的示范项目，氢气生产设施预计于2025年投产。2019年，日本CCUS调查公司在北海道苫小牧市附近海底进行了二氧化碳海底封存试验，将北海道一处炼油厂排放的二氧化碳压缩后封存到海底，目前已封存了30万吨二氧化碳。

　　挪威2021年发布的由挪威工业技术研究院（SINTEF）主持研发的SARC CO2捕集技术采用真空热泵技术，仅需电力无需燃烧，相比目前最经济的碳捕集方法成本降低约12.5％，并且使水泥、化肥等工厂的碳捕集技术改造更加容易。

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