在“雙碳”背景下，我國CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）技術迅速發展，但現階段仍面臨多方面挑戰，距離大規模商業化運行仍有一定的距離。為了推動CCUS技術的發展和應用，有必要搭建CCUS全產業鏈技術研發平臺，加快CCUS技術各環節低成本、低能耗關鍵技術研發，超前部署前沿和顛覆性CCUS技術驗證，提高技術成熟度和市場競爭力，以實現其廣泛應用和可持續發展。

我國CCUS技術體系正在完善和豐富

CCUS是將二氧化碳從工業生產、能源利用或大氣中分離出來，加以利用或注入地層以實現永久減排的過程。它是實現碳減排的重要途徑，也是保障我國能源安全和推動經濟協同發展的重要手段，同時有利于促進我國可持續發展和生態文明建設。

目前，CCUS 技術在全球范圍內得到了廣泛應用。在捕集環節，主要有燃燒后捕集、燃燒前捕集、富氧燃燒和化學鏈燃燒技術。在運輸環節，二氧化碳可以通過管道、船舶、鐵路、公路等多種方式進行運輸。在利用與封存環節，可以將二氧化碳轉化為高附加值產品，如水泥、鋼鐵、化肥等，同時也可以將其封存于地下巖層中。國外規?；牡湫晚椖恐饕性跉W美地區。

加拿大是全球最大的油砂生產國之一，油砂是一種非常規石油資源。加拿大政府在油砂領域實施了多個CCUS項目，通過將捕集的二氧化碳注入油砂中，可以促進油砂的開采和生產，同時可以提高石油采收率。例如 Suncor Energy（森科能源）公司的碳捕集和封存項目、Syncrude Canada（加拿大合成油）公司的低排放項目及Boundary Dam（邊界大壩）項目等。

美國政府在煤炭行業實施了多個CCUS項目，其中之一是在懷俄明州運營的 Petra Nova（佩特拉諾瓦）項目。該項目實施地在得克薩斯州的西部牧場油田，由NRG能源公司和JX Nippon（新日本石油）合作進行，每年捕集純度為99%的二氧化碳160萬噸，通過管道輸送至西部牧場油田，用于提高石油采收率。

澳大利亞政府在煤炭行業實施了多個CCUS項目。在昆士蘭州運營的Gorgon （高庚）項目，捕集液化天然氣生產過程中產生的二氧化碳，并將其注入海底地下巖層中，以減少溫室氣體排放，每年可以儲存超過160萬噸的二氧化碳。

歐洲北海地區是全球重要的石油和天然氣生產區域之一，實施了多個CCUS項目，例如在挪威運營的Snohvit項目，每年能夠捕集約70萬噸二氧化碳。

我國也有很多典型CCUS示范項目。中國石化齊魯石化-勝利油田CCUS項目是我國首個百萬噸級CCUS項目，其將齊魯石化捕集的二氧化碳輸送至勝利油田注入地層驅油并封存，每年可減排二氧化碳100萬噸；華東油氣液碳公司與南化公司合作建設的CCUS示范基地，分4期建成每年35萬噸的二氧化碳捕集裝置。中國神華在煤炭開采和燃燒過程中實施了多個CCUS項目，在內蒙古、新疆等地的多個礦區捕集并封存二氧化碳，減少溫室氣體排放，提高礦區的安全性。國家電投集團在上海、河北等地的多個發電廠實施了CCUS項目，減少了電力行業的溫室氣體排放。

目前，我國CCUS技術體系正在逐步完善和豐富。在二氧化碳捕集方面，燃燒后化學吸收技術、燃燒前物理吸收技術等已完成工程示范并投入商業運行，正在研發基于新型吸收劑的化學吸收技術、化學吸附技術等。運輸方面，管輸規模已突破百萬噸，管輸壓力邁入超臨界范圍，管輸經濟優勢日漸明顯。二氧化碳利用方面，正在由強化石油開采向化工利用和生物利用拓展，逐步實現高附加值化學品合成、生物產品轉化等綠色利用方式。

規?；l展仍面臨挑戰

我國高度重視CCUS技術攻關和創新，盡管目前我國CCUS產業已經進入成熟商業化運營階段，其規模化發展仍面臨挑戰。

一是技術成本高。目前最成熟的碳捕集技術是有機胺法，這種方法胺液和能源（蒸汽）消耗較大，每捕集1噸二氧化碳，需要消耗0.5~1公斤胺液和1.4噸蒸汽，成本較高。運輸方式主要有罐車運輸、管道運輸和船舶運輸，估算每百公里每噸碳的運輸成本在80~120元，如果考慮安全性和環境影響等因素，運輸成本還將進一步提高。二氧化碳封存可以分為陸地封存和海洋封存，陸地封存通常選擇地下深處的咸水層或枯竭油氣井，需要做大量的地質勘探和工程設計工作，海洋封存選擇在海洋深處，需要進行海上施工和設備安裝，據估算，每噸二氧化碳的封存成本在50~100元，成本較高。

二是技術成熟度不足。目前國際上二氧化碳捕集主要使用第一代技術——燃燒后捕集+化學吸收法，尚處于大規模示范和應用階段。第二代和第三代技術，如新型膜分離技術、新型吸收技術（離子液體法、相變吸收劑等）、新型吸附技術、增壓富氧燃燒技術、化學鏈燃燒技術等均處于不同研發階段，技術尚未完全成熟。二氧化碳化學利用技術均處于示范階段，仍需進一步研究和優化，才能實現大規模工業化應用。以二氧化碳制備合成氣和甲醇為例，目前重點圍繞常規催化反應法或電化學法，催化反應法需要解決催化劑的活性、選擇性和穩定性等問題，電化學法需要解決能耗較高和電極材料的問題。二氧化碳驅油技術雖然相對較成熟，但是如何評價并篩選出適合注二氧化碳提高采收率的油藏、如何進一步提高二氧化碳驅油效率、在二氧化碳驅油的過程中如何防腐防竄等問題均需要進一步攻關。

三是市場接受度不高。成本較高和技術成熟度不足導致了CCUS技術的市場接受度不高。CCUS技術成本主要包括設備投資、運營維護、二氧化碳捕集和運輸等，費用較高，使其在經濟上不具備競爭力。尤其是在鋼鐵水泥和化工等排放源廣泛、排放量大的行業中，采用CCUS技術需要投入大量資金，很多企業現階段不愿主動行動。此外，對CCUS技術的支持力度不夠，缺乏相關政策和法規支持，在部分地區的應用和發展受到限制。

必須提高技術的經濟性和可靠性

針對這些問題，要通過技術創新和政策推動，提高碳捕集、利用與封存技術的經濟性和可靠性，實現大規模應用和普及。

在捕集技術方面，要通過研發更先進的二氧化碳捕集技術，降低捕集成本、提高捕集效率，當前主要有三個發展方向。

一是開發吸收能力強、能耗低、成本低的吸收劑。美國能源部（DOE）支持研究機構開展了離子液體法捕集二氧化碳的研究，其中美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）也進行了離子液體法捕集二氧化碳的研究，成功開發出一種具有高吸收容量和快速反應速度的離子液體吸收劑。中國科學院過程工程研究所、中國科學院理化技術研究所、華東師范大學等單位也不斷加強離子液體法捕集研究。

二是開發能耗低、操作簡單、成本低的膜分離技術。天津大學、中國科學院大連化學物理研究所、中國石化南京化工研究院等單位均開展了膜分離二氧化碳捕集技術研究，其中，天津大學牽頭的“十三五”國家重點研發計劃“膜法捕集二氧化碳技術及工業示范”項目，形成了國際領先的膜法捕集二氧化碳完整技術鏈，并建成50000標準立方米/日膜分離碳捕集工業示范裝置。

三是攻關具有吸附容量大、能耗低的吸附技術。目前化學吸附中試與工業試驗項目多使用氧化鈣、堿金屬碳酸鹽、固體胺類吸附材料實現二氧化碳的捕集與分離。此外，通過優化工藝流程（如采用先進的蒸汽壓縮制冷技術、低溫冷卻技術等）、強化傳熱技術（提高換熱器的傳熱效率和熱力學效率，降低能耗和成本）、根據排放源特性設計匹配的碳捕集技術路線等方式，也可以實現捕集成本降低、效率提升。

在輸送技術方面，要提高二氧化碳輸送效率、提高安全性、減少對環境的影響。在管道材料設計上，研發更高強度、耐腐蝕性和輕量化的材質，提高輸送效率和安全性；在輸送工藝和技術上，采用先進的流體動力學技術和新型的泵送設備等來提高輸送效率；在安全控制和監測技術上，采用先進的傳感器和監控系統來實時監測管道的運行狀態和泄漏情況；在新能源利用上，在管道沿線設置太陽能發電裝置，為輸送過程供應部分電力。

在利用技術方面，將二氧化碳轉化為高附加值碳基新材料是一個重要的方向，如將二氧化碳轉化為碳納米管、石墨烯等高附加值的碳基新材料，推動在鋰電池導電漿料、導電塑料、防腐涂料等產品的應用。對已有的二氧化碳轉化技術，不斷研發新型催化劑也是未來發展的重要方向。

在驅油技術方面，發展重點主要集中在提高采收率及經濟效益。針對低滲透油藏埋深大、物性差、儲量品位低等特點，重點攻關降低最小混相壓力技術，明確影響二氧化碳驅開發效果的主控因素，加強合理開發技術對策研究，最大程度地提高原油采收率。針對中高滲油藏長期注水后轉注二氧化碳開發中二氧化碳指進現象突出、腐蝕嚴重等問題，重點攻關高含水條件下二氧化碳與原油傳質機理，泡沫復合驅技術、二氧化碳增稠技術和智能注采調整技術，低成本防腐工藝，降低開發成本，不斷擴大二氧化碳驅應用規模，打造CCUS產業化示范工程。

在封存技術方面，應將發展重點集中在提高封存效率和降低封存風險。封存技術的選擇和應用需要考慮不同的場景和需求，如地質封存技術需要針對不同的地質條件和環境因素，研究適合的地質封存技術，包括地下咸水層封存、枯竭油氣田封存等。同時，需要加強地質封存技術的工程化應用和示范，提高封存效率和降低封存風險?；瘜W封存技術需要加強包括催化劑的選擇和優化、反應機制的研究等。物理封存技術需要壓縮技術的優化、儲存容器的設計和制造等。還需要加強二氧化碳捕集、利用與封存一體化技術的研發和應用。

此外，政府應加大對CCUS技術的支持力度，提高市場接受度。可通過提供財政補貼、稅收優惠等政策措施，設立專門的政府基金，鼓勵對CCUS技術研發和示范項目的投資，同時引導金融機構加大對CCUS產業的支持力度，鼓勵企業擴大對CCUS項目的投資；制定針對CCUS項目的稅收優惠政策，例如，通過減免企業所得稅、增值稅減免等，降低CCUS項目的成本，鼓勵企業應用；不斷建立完善CCUS標準體系，包括技術規范、設備檢測、封存場地標準等，提高CCUS技術的規范性和可操作性，推動CCUS產業的發展；進一步強化碳資產管理運營，建立完善的碳管理體系，通過加強碳交易、碳監測和碳審計等相關工作，提高碳管理的科學化和規范化水平。

（作者單位：中石化碳產業科技股份有限公司）

鏈接：我國CCUS政策呈現三大特點

在“1+N”政策體系框架下，我國CCUS政策日趨完善。據不完全統計，截至2023年11月，我國累計發布了77項CCUS相關政策文件，涉及規劃、標準、路線圖、技術目錄等。北京、上海、廣東、江蘇等地方政府也先后出臺130余項路徑規劃和實施方案，推動CCUS技術革新和示范項目建設。

目前，我國在已有政策體系下，持續提升CCUS技術研發和產業示范引導，全產業鏈的布局明顯增強，各項政策呈現以下特點：

一是技術戰略導向性更加明確。國家發展改革委等部門發布《關于推動現代煤化工產業健康發展的通知》、國家能源局發布《新型電力系統發展藍皮書》，對推動現代煤化工與可再生能源、綠氫、CCUS等耦合創新發展進行了部署，CCUS與新能源耦合發展趨勢更加明確。

二是產業實踐政策強調集群化發展。國家發展改革委等部門發布《關于促進煉油行業綠色創新高質量發展的指導意見》《綠色低碳先進技術示范工程實施方案》，強化CCUS全產業鏈布局。安徽省發展改革委出臺《關于組織申報綠色低碳先進技術示范工程項目和低碳應用場景的通知》，強調CCUS項目原則上配備二氧化碳輸送管道，對不同行業配備 CCUS的規模提出了下限標準。廣東省啟動千萬噸級海上規?；疌CS/CCUS集群前期規劃研究，推動產業鏈聚集發展。

三是突出基礎能力和設施建設。國家能源局出臺《關于加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》，從產業轉型升級角度提出數字化智能化轉型要求，對CCUS等重點環節開展用能監控評價。生態環境部發布《國家低碳城市試點工作進展評估報告》，將CCUS領域納入評價指標，倒逼綠色低碳技術應用。

（摘自《2023年國內外油氣行業發展報告》）