低碳经济背景下我国碳捕集_利用与封存技术研发与示范分析研究

我国碳捕集、利用和封存的现状评估和发展建议碳捕集、利用和封存（以下简称“CCUS”）技术是未来全球实现大规模减排的关键技术之一，也是我国实现长期绝对减排和能源系统深度低碳转型的重要技术选择。

2016年10月，国务院发布了《“十三五”控制温室气体排放工作方案》，提出“在煤基行业和油气开采行业开展碳捕集、利用和封存的规模化产业示范”、“推进工业领域碳捕集、利用和封存试点示范”，为我国下一步发展CCUS指明了方向。

本文在深入研究和调研的基础上，总结评估了“十一五”以来我国CCUS的发展状况，分析了我国推动CCUS发展面临的挑战，提出了中长期推动我国CCUS发展的思路和政策建议。

一、我国发展CCUS的重要意义CCUS是实现我国长期低碳发展的重要选择。

国际上将碳捕集与封存（以下简称“CCS”）1作为实现长期绝对减排的重要措施。

在国际能源署（IEA）的2℃情景下，到2050年，CCS将贡献1/6的减排量；2015-2050年间，CCS累计减排占全球总累计减排量的14%，其中中国CCS的减排贡献约占1/3。

根据西北太平洋实验室及中国科学院武汉岩土力学研究所的测算，中国当前有超过1600个大型CO2排放源，包括火电厂、水泥厂、钢铁厂等，技术上可实现的碳捕集量超过1 CCS与CCUS称呼略有不同但实质基本相同。

国际上常用CCS，主要包括三个环节，即对二氧化碳进行捕集、运输和地质封存；中国在此基础上，结合本国实际提出CCUS，在原有三个环节基础上增加了CO2利用环节，可将CO2资源化利用并产生经济效益，在现有技术发展阶段更具有实际操作性。

38亿吨CO2，而通过强化采油、驱煤层气和盐水层封存等方式可封存的容量分别为10、10和1000亿吨CO2。

此外，中国源汇匹配条件好，90%以上的大型碳源距潜在封存地在200公里以内。

CCUS是实现我国煤基能源系统低碳转型的必然选择。

我国能源结构以煤为主，虽然近些年国家已经采取了极为严格的控煤措施并取得了显著成效，但预计在未来相当长时间内，煤炭消费总量仍将维持相当规模。

国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析目录一、内容概述 (2)1.1 背景与意义 (3)1.2 国际动态与趋势 (4)二、国际碳捕集、利用与封存发展战略 (5)2.1 全球碳减排目标与合作机制 (7)2.2 各国政府与企业战略布局 (8)2.2.1 政策支持与激励措施 (10)2.2.2 技术研发与应用推广 (11)2.3 碳市场建设与发展 (12)2.3.1 国际碳市场规则与影响 (13)2.3.2 国家间碳市场链接与协同 (15)三、国际CCUS技术态势分析 (16)3.1 碳捕集技术 (17)3.1.1 提高捕集效率与降低成本的途径 (18)3.1.2 新型捕集技术的研发与应用 (19)3.2 碳利用技术 (21)3.2.1 能源化利用技术 (23)3.2.2 生物能源与其他新型利用途径 (24)3.3 碳封存技术 (25)3.3.1 地质封存与管理技术 (27)3.3.2 海洋封存技术与应用前景 (28)四、挑战与机遇 (29)4.1 技术挑战与突破方向 (31)4.2 政策与市场机遇 (33)五、结论与建议 (34)5.1 总结与展望 (35)5.2 对策与建议 (37)一、内容概述本文档旨在全面分析国际碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，简称CCUS）的发展战略与科技态势。

随着全球气候变化问题日益严峻，减少温室气体排放已成为国际社会共同关注的焦点。

碳捕集技术作为减缓气候变化的重要手段之一，其重要性日益凸显。

本概述将简要介绍国际范围内碳捕集技术的发展背景、主要战略方向以及科技趋势。

介绍全球气候变化的背景和减少温室气体排放的国际压力，阐述碳捕集技术的重要性和紧迫性。

概述当前国际碳捕集技术的主要应用领域以及应用前景，分析国际碳捕集技术的几个主要战略发展方向，包括技术创新、政策支持、市场应用等方面。

重点分析国际碳捕集、利用与封存科技态势。

碳捕获和封存(CCS)和碳捕获、利用和封存(CCUS)的技术经济和部分环境分析——以榆林市为例摘要：碳中和是目前工业发展的焦点。

毫无疑问，所需要的不仅仅是减少技术领域的二氧化碳排放量（一般是温室气体），还需要将大气中的二氧化碳人为地转移到岩石圈、技术圈、水圈和生物圈的“陷阱”中。

本文中的案例研究侧重榆林市二氧化碳捕集与封存CCUS工程技术研究中心，该中心正在进行二氧化碳捕集与封存CCUS工程技术研究，构建全市统一碳减排技术研究服务平台，并积极将技术进行引进推广、应用示范区用，打造榆林市碳减排技术成果转移转化的载体平台。

本文从技术经济和环境角度，将CCS与CCU进行了比较。

除其他外，对比分析表明，混合方法——CCS和CCU的组合，即CCU/S——值得投资。

作者认为，环境意愿和鼓励、补贴和退税的支持对于激励对此类开创性技术的投资，以及摆脱支付碳税或购买排放权的更容易的途径是必不可少的。

关键词：碳捕获和封存，碳捕获、利用和封存，碳中和，经济和环境一、研究背景[1]2015年，在巴黎举行的联合国气候大会上，达成了一项协议，其中成员国承诺致力于实现共同目标，即将全球气温相对于前工业时代的上升幅度限制在2℃（在最乐观的情况下，1.5℃）。

虽然实现各国为自己制定的气候目标需要减少技术领域的温室气体[1]，但这是必要的，但还不够。

到2050年，工业化国家必须将其温室气体排放量相对于1990年的水平减少85-95%。

有或没有能量回收的焚烧厂是CO2排放的主要点源。

当释放速率远大于吸收速率时，CO2确实会再循环回地球（生物圈和水圈），但大气中的浓度会随着时间的推移而上升。

这将导致全球气温上升。

烟囱的CO2排放量与工厂产生的能量以及所用燃料混合物的排放强度成正比[2]。

因此，必须投资于CO2的捕获和储存，从而将温室气体永久封存在地下地质汇中[3]，这是工业和火力发电厂可以采用的有效方法，以应对当前的气候变化挑战[4]。

“十二五”国家碳捕集利用与封存科技发展专项规划碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是一项新兴的、具有大规模二氧化碳减排潜力的技术，有望实现化石能源的低碳利用，被广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术之一。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》（以下简称《科技纲要》）将“主要行业二氧化碳、甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术”列入环境领域优先主题，并在先进能源技术方向提出“开发高效、清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发利用技术”；《国家“十二五”科学和技术发展规划》（以下简称《规划》）提出“发展二氧化碳捕集利用与封存等技术”。

《中国应对气候变化科技专项行动》、《国家“十二五”应对气候变化科技发展专项规划》均将“二氧化碳捕集、利用与封存技术”列为重点支持、集中攻关和示范的重点技术领域。

1为贯彻落实《科技纲要》和《规划》的部署，配合国务院《“十二五”控制温室气体排放工作方案》有效实施，统筹协调、全面推进我国二氧化碳捕集、利用与封存技术的研发与示范，特制订《国家“十二五”碳捕集、利用与封存（CCUS）科技发展专项规划》。

一、形势与需求（一）碳捕集、利用与封存是应对全球气候变化的重要技术选择全球气候变化问题日益严峻，已经成为威胁人类可持续发展的主要因素之一，削减温室气体排放以减缓气候变化成为当今国际社会关注的热点。

有关研究显示，未来几十年化石能源仍将是人类最主要的能量来源，要控制全球温室气体排放，除大力提升能源效率、发展清洁能源技术、提高自然生态系统固碳能力外，CCUS技术将发挥重要的作用。

IPCC估算，全球CO2地质封存潜力至少为2000亿吨，到2020年全球CO2捕集潜力为26-49亿吨/年。

（二）世界主要国家均将碳捕集、利用与封存技术作为抢占未来低碳竞争优势的重要着力点近年来，世界主要发达国家都投入大量资金开展CCUS研发2和示范活动，制定相应法规、政策以实现在全球低碳竞争中占得先机，并在八国集团、碳收集领导人论坛、清洁能源部长会议等多边框架下推动该技术的发展。

国内外碳捕集利用与封存CCUS项目开展及相关政策发展_彭斯震随着气候变化的日益严重，减少二氧化碳排放成为了全球社会关注的焦点。

碳捕集利用与封存（CCUS）技术作为一项重要的应对气候变化措施，受到了各国政府和企业的广泛关注和支持。

本文将对国内外CCUS项目的开展情况及相关政策发展进行综述。

首先，国内CCUS项目的开展情况。

中国作为全球最大的温室气体排放国，在应对气候变化问题上采取了积极的态度，CCUS技术也成为了国内相关研究和项目开展的重点。

截至目前，中国已经建设了一批CCUS示范项目，涵盖了不同领域，如电力、石化、钢铁等。

例如，山东平煤神马集团成功开展了CCUS技术在煤化工领域的应用，实现了二氧化碳的捕集与利用。

此外，国内还有一些大型综合能源与化工示范项目也引入了CCUS技术，以期在减排的同时推动经济发展。

其次，国际CCUS项目的开展情况。

全球范围内，CCUS项目也得到了广泛的推广和应用。

例如，欧洲联盟（EU）已经启动了一系列的CCUS示范项目，其中包括CO2CARE项目、DEMONO2CO2项目等。

挪威作为全球领先的CCUS技术应用国家，已经成功开展了多个示范项目，如Kårstø CCUS项目、Mongstad CCUS项目等。

此外，美国、加拿大、澳大利亚等国家也在CCUS技术研究和项目开展方面投入了大量的资金和人力。

与CCUS项目的开展相关，国内外都制定了一系列的政策措施来支持其发展。

在国内，中国政府鼓励创新技术应用，推动CCUS技术的研发与示范项目建设。

2024年，国家发展委发布了《碳排放权交易的试点工作方案》，推动了碳市场建设，并为CCUS项目提供了经济支持。

同时，各地政府也发布了一系列的地方政策，如山东省政府发布的《山东省“十三五”节能减排行动计划》，对CCUS技术在当地的应用提供了政策支持。

在国际上，欧盟通过了一系列法规和指令，推动了CCUS技术的应用和发展。

2024年，欧洲联盟委员会发布了一项决议，旨在建立一个具有明确法律地位的欧洲CCUS联合技术创新项目（ETIP）平台，以促进CCUS技术的研发和部署。

1- 12- 42.1中国政府高度重视引导CCUS 技术发展 (6)2.2 CCUS 技术研发投入持续加大 (9)2.3初步建成一批CCUS 试点示范 (12)2.4 CCUS 成为国际技术合作重点领域之一 (15)3- 163.1-已投运全流程项目试点与示范 (17)3.1.1神华集团10万吨/年CCS 示范工程 (17)3.1.2中石化胜利油田电厂4万吨/年CO 2捕集与EOR 示范 (19)3.2 CO 2捕集技术研发与试点示范 (21)3.2.1中国华能集团3000吨/年捕集试验和12万吨/年捕集示范 (21)3.2.2重庆双槐电厂1万吨/年碳捕集工业示范 (23)3.2.3华中科技大学富氧燃烧技术研发与35MWt 小型示范 (24)3.2.4 中国华能绿色煤电天津400MW IGCC 电站示范 (26)3.2.5国电集团2万吨/年CO 2捕集和利用示范 (28)目 录3.2.6连云港清洁能源科技示范项目 (29)3.2.7 CO2化学吸收剂研究与开发 (30)3.3 CO2资源化利用技术研发与试点 (31)3.3.1中石油吉林油田CO2 EOR研究与示范 (32)3.3.2中联煤利用CO2强化煤层气开采项目 (34)3.3.3新奥集团微藻固碳生物能源示范项目 (35)3.3.4中科金龙CO2制备化工新材料项目 (36)3.4 CO2封存技术研发与试点 (37)3.4.1 中国CO2封存潜力评价 (37)3.4.2 CO2封存有关研究 (39)404.1 碳收集领导人论坛（CSLF） (41)4.2国际科技合作计划支持项目情况 (42)4.3 中美清洁能源中心（CERC） (43)4.4中欧/英煤炭利用近零排放合作项目（NZEC） (44)4.5中澳CO2地质封存合作项目（CAGS） (45)4.6 中意CCS技术合作项目（SICCS） (46)1.中国发展CCUS 技术的基本原则气候变化是本世纪人类面临的最重大的生存和发展问题之一。

碳捕集行业研究报告碳捕集行业即二氧化碳捕集和储存行业，是指通过各种技术手段将大气中的二氧化碳捕集并集中储存起来，以减少温室气体排放。

这个行业被认为是减缓气候变化的关键措施之一。

以下是一份关于碳捕集行业的研究报告，简要介绍了行业的背景、发展现状和前景。

碳捕集行业背景：随着全球工业化进程的加速，温室气体排放问题日益严重。

二氧化碳是最主要的温室气体之一，它对地球的气候造成重要的影响。

因此，控制二氧化碳的排放量，减轻和避免温室效应对环境保护具有重要意义。

碳捕集行业应运而生，通过捕集和储存二氧化碳，为减缓气候变化做出了重要贡献。

碳捕集行业发展现状：目前，碳捕集行业已经取得了一定的发展。

主要的碳捕集技术包括化学吸收、物理吸附和生物质吸附等。

化学吸收技术是最常用的一种方法，其原理是通过与二氧化碳接触的溶液将其从气体中吸收和分离。

相比之下，物理吸附和生物质吸附技术在应用上还存在一定的限制。

此外，碳捕集后的二氧化碳需要储存和利用。

目前，常见的储存方法包括地下储存、岩石储存和埋藏在海底等。

此外，二氧化碳还可以被利用，如作为石油开采的辅助剂。

碳捕集行业前景：碳捕集行业具有广阔的发展前景。

一方面，减少二氧化碳的排放是实现可持续发展的重要措施，各国政府对该行业的支持力度将不断增加。

此外，碳捕集技术的不断创新和进步，将使其成本逐渐降低，从而进一步推动行业的发展。

另一方面，随着全球温室气体排放问题的加剧，国际社会对碳捕集行业的需求将不断增加。

再加上各个国家和地区积极推动低碳经济和碳市场发展，为碳捕集行业提供了更加广阔和稳定的发展空间。

总体而言，碳捕集行业作为减缓气候变化的重要手段，在全球范围内受到越来越多的关注和支持。

随着碳捕集技术的不断创新和进步，以及国际社会对减少温室气体排放的需求增加，碳捕集行业有望在未来实现快速发展。

中国二氧化碳捕集利用与封存发展潜力及发展建议分析二氧化碳(CO2)捕集利用与封存(CCUS)是指将CO2从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加以利用或注入地层以实现CO2永久减排的过程。

一、全球CCUS发展潜力全球陆上理论封存容量为6~42万亿吨，海底理论封存容量为2~13万亿吨。

其中，中国地质封存潜力约为121~413百亿吨；亚洲（除中国）地质封存潜力约为49~55百亿吨；北美地质封存潜力约为230~2153百亿吨；欧洲地质封存潜力约为50百亿吨；澳大利亚地质封存潜力约为22~41百亿吨。

经过2018年45Q税收抵免政策的修订，每吨CO2的补助金额得到大幅提升。

其中，CO2地质封存的补贴价格由25.70美元/吨CO2递增至50.00美元/吨CO2，非地质封存的补贴价格由15.29美元/吨CO2递增至35.00美元/吨CO2。

二、中国CCUS发展潜力在碳中和目标下，2030年中国CCUS减排需求为0.2~4.08亿吨，2050年6~14.5亿吨，2060年10~18.2亿吨；其中，火电行业是当前中国CCUS示范的重点，预计到2025年煤电CCUS减排量将达到0.06亿吨/年。

预计到2060年，中国CCUS减排贡献需求为14.1亿吨/年，其中，BECCS减排贡献需求为4.5亿吨/年，DACCS减排贡献需求为2.5亿吨/年，水泥减排贡献需求为2.0亿吨/年，气电减排贡献需求为0.6亿吨/年，煤电减排贡献需求为3.5亿吨/年，钢铁化工减排贡献需求为1.0亿吨/年。

在CO2地质利用与封存技术类别中，CO2强化咸水开采(CO-EWR)技术可以实现大规模的CO2深度减排，理论封存容量高达24170亿吨；在目前的技术条件下，CO2-EOR和CO2-EWR可以开展大规模的示范，并可在特定的经济激励条件下实现规模化CO2减排。

CCUS的成本主要包括经济成本和环境成本，经济成本包括固定成本和运行成本，运行成本主要涉及捕集、运输、封存、利用这四个主要环节。

碳捕集与封存技术研究第一章碳捕集与封存技术概述随着全球气候变化，碳资源管理已成为环保领域的研究重点。

碳捕集与封存技术（Carbon Capture and Sequestration，CCS）已成为降低二氧化碳排放的有效手段。

CCS旨在收集、转运、储存排放的二氧化碳，避免其释放到大气中，进而达到降低温室气体排放和保护环境的效果。

CCS技术主要包括三个环节：二氧化碳捕集、转运和储存。

其中，碳捕集是最主要的环节，也是最为关键的环节之一。

早在20世纪70年代，CCS就已成为科学研究领域研究的课题。

但是，由于高昂的成本和技术不成熟等原因，直到21世纪初才逐渐被广泛研究和采用。

第二章碳捕集技术研究碳捕集技术是CCS技术的核心环节之一，是将二氧化碳从大气中分离出来的过程。

根据分离二氧化碳的方式可以将碳捕集技术分为化学吸收法、物理吸收法、膜分离技术、吸附法等几种类型。

1.化学吸收法化学吸收法利用具有特殊化学性质的溶剂与二氧化碳进行反应，将二氧化碳分离出来。

常用的溶剂有胺类、醚类、羰基化合物等。

在化学吸收法中，常见的反应是二氧化碳与胺类化合物反应产生符合物质和水。

2.物理吸收法物理吸收法是利用具有特殊物理吸附性质的材料将二氧化碳吸附分离出来。

常见的物理吸附材料有活性炭、分子筛、金属有机骨架等。

此类材料具有大的表面积和孔隙度，可以有效吸附和分离二氧化碳。

3.膜分离技术膜分离技术是利用微孔膜对二氧化碳进行分离的过程。

常用微孔膜有聚丙烯、聚酯、聚醚等。

通过调整膜表面的结构和化学组成，可以实现选择性地分离二氧化碳。

4.吸附法吸附法通过利用固体表面的化学反应或物理吸附特性，将二氧化碳转化为可吸附形态，然后通过再生使吸附介质重复使用。

常见的吸附材料有硅胶、氧化铝等。

第三章碳封存技术研究碳封存技术是CCS的第三个环节，主要是将分离出来的二氧化碳存储在地下的地层储层中。

目前，常见的封存方式有地下水合物储层、油气田储层、盐穴储层、煤矿废弃物储层等。