近年来，我国高度重视CCUS技术发展，相关技术成熟度快速提高，系列示范项目落地运行，呈现出新技术不断涌现、效率持续提高、能耗成本逐步降低的发展态势。国家出台的多项政策明确将CCUS技术作为重大示范项目进行引导支持，未来CCUS技术在我国实现碳中和目标、保障国家能源安全、促进经济社会发展全面绿色转型、推进生态文明建设的过程中将会发挥更为重要的作用。
二氧化碳捕集、利用与封存（CCU S）指将二氧化碳从能源利用、工业过程等排放源或空气中捕集分离，通过罐车、管道、船舶等输送到适宜的场地加以利用或封存，最终实现二氧化碳减排的技术手段，是我国实现碳达峰碳中和目标技术组合不可或缺的重要构成部分。CCUS技术不仅可以实现化石能源利用近零排放，促进钢铁、水泥等难减排行业的深度减排，而且在碳约束条件下增强电力系统灵活性、保障电力安全稳定供应、抵消难减排的二氧化碳和非二氧化碳温室气体排放、最终实现碳中和目标等方面具有重要意义。
我国CCUS技术的发展现状
“十一五”时期以来，国家自然科学基金、国家重点研发计划等科技计划持续支持CCUS技术研发，取得了系列成果。与国际对比分析表明，我国CCUS技术与国际先进水平整体相当，但捕集、运输、封存环节的个别关键技术及商业化集成水平有所滞后。
现阶段，我国第一代二氧化碳捕集技术研究取得了显著进展，大部分技术已从概念或基础研究阶段发展到工业示范水平，部分技术已经具备商业化应用能力，但大规模系统集成优化缺乏工程经验；第二代捕集技术处于实验室研发或小试阶段。我国燃烧前捕集技术发展比较成熟，整体上处于工业示范阶段，与国际先进水平同步；燃烧后捕集技术处于中试或工业示范阶段，相比国际先进水平发展有所滞后，特别是对于目前二氧化碳捕集潜力最大的燃烧后化学吸收法，国际上已经处于商业化应用阶段，我国仍停留在工业示范阶段。富氧燃烧技术方面国内外均处于中试阶段，整体发展较为缓慢，尤其是增压富氧燃烧技术仍处于基础研究阶段。随着第二代低成本捕集技术的不断发展成熟，成本与能耗将明显低于第一代捕集技术；为了进一步降低二氧化碳捕集成本，捕集技术的代际更替应加快推进。
在我国，罐车和船舶运输技术都已开展商业应用，与国际先进水平同步，而输送潜力最大的管道运输技术刚开展相关示范，相比处于商业应用阶段的国际水平差距显著。
我国二氧化碳生物与化工利用技术与国外发展水平基本同步，整体上处于工业示范阶段。在二氧化碳地质利用与封存技术方面，我国近十年有所发展，尤其是强化深部咸水开采技术已从概念阶段发展到工业示范水平，但仍整体落后于世界先进水平。
在CCUS集成优化技术方面，近十年我国取得了较大的进步。国外CCUS集成优化技术已普遍处于商业化应用阶段，相比之下我国有关技术发展仍显落后，尤其是管网优化和集群枢纽两类技术仅处在中试阶段。
我国CCUS技术的示范工程进展
根据科学技术部向全国征集CCUS示范项目的统计结果，自2004年我国第一个CCUS示范项目在山西投运以来，已投运和建设中的CCUS示范项目共有49个，集中在华东和华北地区；已建成的38个CCUS示范项目，累计注入封存二氧化碳超过2×106t，形成二氧化碳捕集能力2.96×106t/a、注入能力1.21×106t/a。
从技术环节分布看，捕集类、化工与生物利用类、地质利用与封存类示范项目的占比分别为39％（15个）、24％（9个）、37％（14个）。
从行业分布看，主要工业行业均有涉及，覆盖电力、煤化工、石油化工、水泥、钢铁等领域。钢铁行业的CCUS示范项目处于起步阶段，2020年在西昌投运的二氧化碳矿化脱硫渣关键技术与万吨级工业试验项目对钢铁企业烧结烟气进行捕集并矿化利用。
目前，全球CCUS项目发展迅速，截至2021年9月规划、在建和运行中的商业化CCUS设施的数量达到135个，比2020年增加一倍以上，全部建成后每年可捕集二氧化碳约1.5×108t。相关设施的单体捕集量呈现增加趋势，数个项目超过百万吨级；CCUS的产业集群化发展趋势明显，促进了项目成本降低。与国际先进水平相比，我国CCUS技术在大规模示范项目的整体规模、集成程度、离岸封存、工业应用等方面存在较大差距。
大规模商业化示范项目较少。全球处于建设阶段或运行阶段的大规模CCUS项目共有31个，分布在美国（13个）、中国（5个）、加拿大（4个）、欧洲（4个）、中东（3个）、澳大利亚（1个）、巴西（1个）；2021年新建了多个千万吨级CCUS产业集群，其中最大的是“休斯顿航道CCUS创新区”，旨在利用多个CCUS工业碳源并在墨西哥湾近海地层每年封存1×108t CO2；处于开发后期或运行中的CCUS产业集群数量达到24个，分布在美国（6个）、英国（6个）、荷兰（4个）、希腊（1个）、挪威（1个）、丹麦（1个）、加拿大（1个）、中国（1个）、中东（1个）、澳大利亚（1个）、巴西（1个）。CCUS产业集群体现了规模经济效应，通过提高压缩、脱水、管道和封存规模来大幅降低碳减排的单位成本。我国新疆CCUS产业中心计划建设规模为2×105-3×106t CO2/a。
尚未开展百万吨级全流程集成示范。目前，国内多数项目都是针对CCUS单一技术环节，与拥有多个全流程CCUS技术示范项目经验的发达国家相比差距明显。截至2021年10月，美国在建和运行中的百万吨级以上的商业化全流程集成运营设施有5个，加拿大有3个；美国、英国、荷兰、挪威、阿联酋等国家建设的CCUS产业集群，不仅重视CCUS全链条技术环节的集成，而且通常涉及电力、石油、钢铁等多个工业行业，统筹考虑跨产业的协同发展。
二氧化碳离岸封存技术示范滞后。我国目前还没有海底封存示范项目运行和建设。截至2021年，挪威、美国、巴西、日本等国家都已开展不同规模的离岸封存示范项目，全球海底封存量累计超过了2.5×107CO2；挪威政府近期批准的长船项目，将从垃圾焚烧厂和水泥厂捕集的CO2运输到北海近海地下的封存地点进行永久封存，初期每年可注入和封存1.5×106t CO2。
工业难减排领域的CCUS技术示范基础薄弱。国内已有的CCUS示范项目行业分布不均衡，多数应用于电力、化工行业，没有长期稳定运行的水泥、钢铁行业大规模一体化示范项目。多个国家已经开始开展钢铁、水泥等难减排工业领域的大型示范项目。例如，阿联酋AlReya da h CCUS项目从钢铁厂排放的烟气中捕集二氧化碳并用于强化石油开采，构成了该国CCUS大型网络枢纽的一部分，每年捕集、运输和注入8×105t二氧化碳。
（内容来源于世界金属导报）
