“双碳”战略下中国CCUS技术现状及发展建议

CCUS技术：大气中的CO₂浓度是碳源排放与碳汇吸收两者相平衡的结果，其中碳源主要来源于化石燃料燃烧，碳汇则是从大气中清除CO₂的过程、活动或机制。实施碳减排，可以提高石油、天然气、煤炭等化石燃料的能源利用率，增加太阳能、风能等清洁能源在能源结构中的比例，减少碳源排放；从碳汇入手，可以将工业生产排放的CO₂进行捕集、封存与利用（图1），清除大气中的CO₂。CCUS技术是指将CO₂从工业排放源中分离出来，并运输到特定地点加以利用或封存，以实现CO₂减排的工业工程，包括CO₂捕集、输送、封存、利用等关键环节。

随着“双碳”目标的提出和碳减排工作的不断推进，中国CCUS技术进入快速发展时期，目前国内碳交易市场机制尚未成熟，未来需要加强国家政策引导和措施激励。同时，针对目前技术积累存在的问题，亟待推进CO₂捕集、运输、封存、利用等关键环节的创新攻关及工程实践。

（1）CO₂捕集技术中，燃烧后捕集技术的关键包括低能耗吸收剂研发、捕集工艺优化及热集成技术；燃烧前捕集技术的关键包括低能耗水煤气变换技术、CO₂/H₂分离技术、中高温大规模燃料电池发电技术、富氢燃机发电技术等；富氧燃烧富集CO₂技术的关键包括低能耗大规模制氧技术、富氧锅炉与燃烧系统改造技术、系统集成与耦合优化技术。目前，CO₂捕集技术均存在捕集成本高、能耗大等问题。

（2）CO₂管道运输技术中，已在含杂质CO₂相特性、水力热力计算、管输经济性、管输安全性以及管输标准等方面具备一定的技术实力和成果积累，但因迄今为止尚无超临界CO₂管道投产运行，相关模型和方法亟需工业规模示范工程的验证及修正。应积极推动CO₂管道示范工程建设，结合示范工程完成CO₂相关理论和模型的现场验证，建立适合国情的CO₂管道工艺技术标准体系。

（3）CO₂封存技术的关键在于封存地点选择、回注方案设计、地面工艺系统建设以及CO2泄漏监测。由于封存项目投资较大，目前实施的均是小型示范性项目。对于CO₂利用，已在提高油气采收率、化工利用等方面积累了丰富经验，但CO₂利用量总体较低，远远小于CO₂的排放量。应从提高封存量和利用量两方面入手，致力于降低CO₂封存成本，并探索更多的CO₂利用方式。

CCUS产业链示意图