根據目前的發(fā)展和預期的規(guī)模經濟，到2030年前，CCUS項目的成本預計將在每噸捕獲的二氧化碳75～100美元之間，這意味著到2030年前，該領域的總市場價值每年可能達到550億美元。

然而，即便如此，總碳捕獲能力仍將遠遠低于限制全球氣候變暖所需的水平，無法滿足Rystad提出的1.6°C氣候情景或國際能源署提出的凈零情景。這兩種情景都需要到2050年前捕獲近80億噸二氧化碳，比2030年前預計的5.5億噸/年大幅增加。如果世界要實現(xiàn)這些目標，從2030年起就需要積極投資和部署CCUS技術。

我國CCUS技術相關產業(yè)將迎來一波發(fā)展高潮。

二氧化碳捕集與封存技術(Carbon Capture and Storage，簡稱CCS)，是指通過碳捕捉技術，將工業(yè)和有關能源產業(yè)所生產的二氧化碳分離出來，再通過碳儲存手段將二氧化碳儲存起來。

二氧化碳捕集、利用與封存技術 (Carbon Capture，Utilization and Storage，簡稱CCUS)，是CCS技術的新發(fā)展趨勢，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程中可以循環(huán)再利用，而不是簡單地封存。

20世紀90年代,碳捕集等作為應對氣候變化的技術手段已受到國際關注。

1992年,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布的第一次評估報告的補充報告提出將“二氧化碳的分離和地質或海洋處置”作為中長期的溫室氣體減排方案之一。

1995年,IPCC第二工作組發(fā)布《氣候變化影響、適應和減緩:科學技術分析》,認為從燃料或者煙氣中進行碳捕集是化石能源大規(guī)模低碳利用的解決方案之一,并且明確提出“碳捕集與處置是指將能源轉換過程中產生的二氧化碳還原、收集并與大氣隔絕的過程”。

1997年締結的《京都議定書》要求締約國“鼓勵和開展包括可再生能源和二氧化碳捕集在內的創(chuàng)新型環(huán)境友好技術”。

2001年,在IPCC第三次氣候變化評估報告中,捕集二氧化碳并將其長期封存已經作為一種切實可行的溫室氣體減排方案被納入了多個減排情景當中。

2005年,IPCC發(fā)布《二氧化碳捕集與封存》特別報告,正式提出二氧化碳捕集與封存(CCS)的定義:“CCS是指將二氧化碳從工業(yè)或相關能源的源分離出來,輸送到一個封存地點,并且長期與大氣隔絕的過程”。

2007年,CCS正式作為一種減緩氣候變化的技術手段被《京都議定書》所認可。同年發(fā)布的IPCC第四次氣候變化評估報告中把“天然氣二氧化碳捕集和封存”列入已實現(xiàn)商業(yè)化應用的減排技術,將“CCS用于燃氣、生物質或燃煤發(fā)電設施”列為到2030年之前能夠實現(xiàn)商業(yè)化的關鍵減緩技術手段。隨著二氧化碳利用技術的發(fā)展,CCS逐漸演變成包含“二氧化碳利用”概念的CCUS。

我國國務院2007年發(fā)布的《中國應對氣候變化國家方案》和2008年發(fā)布的《中國應對氣候變化的政策與行動》白皮書都強調要推動碳捕集與封存技術和二氧化碳利用技術的發(fā)展。

2009年10月,科技部時任部長萬鋼在第三屆碳收集領導人論壇(CSLF)部長會議上提出重視二氧化碳資源化利用的倡議,用CCUS替代CCS,得到國際社會的積極響應。此后,國際上開始廣泛使用CCUS的概念。

2011年,由科技部社會發(fā)展科技司、中國21世紀議程管理中心共同發(fā)布的《中國碳捕集、利用與封存(CCUS)技術發(fā)展路線圖》規(guī)范定義了CCUS的概念,CCUS開始被我國正式發(fā)布的文件所采用。

此后,CCUS概念逐漸被國際社會接受,國際能源署(IEA)和CSLF等發(fā)布的系列報告逐漸采用CCUS∕CCS的表述,并標注兩者定義可通用。隨著各種新興技術的涌現(xiàn)和發(fā)展,CCUS的內涵不斷豐富,生物質能碳捕集與封存(BECCS)、直接空氣捕集(DAC)等負排放技術也逐漸被納入CCUS。

2010年,全球碳捕集與封存研究院(GCCSI)發(fā)布了《全球BECCS現(xiàn)狀報告》,提出BECCS可實現(xiàn)二氧化碳負排放,是應對全球氣候危機的重要技術。

2011年,由IPCC發(fā)布的《可再生能源與減緩氣候變化特別報告》提到,生物質能源與CCS結合是深度減排的關鍵技術之一,呼吁社會各界給予BECCS更多的關注。

2014年,IPCC發(fā)布第五次氣候變化評估報告,提出如果不考慮生物質能源利用、CCS和BECCS等技術手段,到21世紀末全球溫升控制在2℃以內的目標將很難實現(xiàn)。

近年來,CCUS技術不斷地豐富和發(fā)展,特別是隨著全球對氣候變化的重視和多個國家碳中和目標的提出,CCUS等低碳技術受到越來越多的關注,成為減少溫室氣體排放、實現(xiàn)碳中和目標、推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要技術手段。我國CCUS技術發(fā)展迅速、新技術持續(xù)涌現(xiàn),系列示范工程不斷建成投運,政策環(huán)境逐漸完善,國際合作不斷加強,但CCUS技術商業(yè)化應用仍面臨成本高、能耗大和相關政策法規(guī)有待完善等挑戰(zhàn)。

我國十分重視CCUS的基礎研究和技術開發(fā)。據不完全統(tǒng)計,截至2020年,國家重點基礎研究發(fā)展計劃(“973”計劃)、國家高技術研究發(fā)展計劃(“863”計劃)、國家重大科技專項、國家重點研發(fā)計劃、科技部國際合作項目及國家自然科學基金委員會等均對CCUS相關研究提供了資金支持,資助范圍覆蓋CCUS全流程各個環(huán)節(jié)的基礎研究、技術開發(fā)、示范應用等,為CCUS技術的快速發(fā)展奠定了基礎。

2003年,我國通過國家自然科學基金資助了二氧化碳驅替煤層氣的相關基礎研究,這成為第一個由國家科技計劃資助的CCUS相關研究。

2006年,我國開始通過國家自然科學基金、“863”計劃等多項科技計劃推進CCUS相關基礎研究和關鍵技術突破,研究項目數(shù)量逐漸增加,技術類型從驅油驅氣逐步擴展到封存和生物、化工利用類技術,生態(tài)風險研究也被納入支持范圍。到“十一五”時期末,國家科技計劃資助的研究項目達到40余項。

我國從2011年開始系統(tǒng)性地集中支持CCUS關鍵技術突破,CCUS的研發(fā)迎來第一個高峰期。僅在2011年一年的時間里就有36項研究獲得國家科技計劃的支持。到“十二五”時期末,國家科技計劃資助的研究項目已達140余項,以捕集和封存類技術為主。

2016年,國家重點研發(fā)計劃開始實施,CCUS基礎研究和技術開發(fā)經歷了第二個高峰期。在此后三年中,國家重點研發(fā)計劃資助了14項CCUS相關研究,重點開展了二氧化碳化工、生物利用類技術研發(fā)。我國碳中和目標的提出對科技創(chuàng)新提出了更高要求。

2021年4月,國家自然科學基金委員會啟動面向國家碳中和的重大基礎科學問題與對策研究,國家重點研發(fā)計劃也進行了相關部署,將對CCUS的理論、技術、數(shù)據庫、風險評估等各個方面開展專項資助工作。

據中國工程院預測，2060年我國一次能源消費量為55.7億噸標煤，將產生27.1億噸CO2排放量，其中通過森林、草原、濕地等碳匯可抵消16億～19億噸，仍有10億噸左右缺口。

2021中國CCUS年度報告顯示，我國通過二氧化碳強化石油、天然氣開采技術可封存二氧化碳約51億噸、90億噸，利用枯竭氣藏可封存約153億噸，而注入深部咸水層的封存潛力更大，通過CCUS補上缺口，將是我國實現(xiàn)碳中和目標的重要技術選擇。

以習近平同志為核心的黨中央高度重視CCUS產業(yè)發(fā)展，習近平總書記2021年10月21日到勝利油田視察，要求加快推進CCUS技術研發(fā)和推廣應用。

《中共中央、國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》也首次將CCUS列為實現(xiàn)“雙碳”目標的重要技術手段，明確提出“推進規(guī)?；疾都门c封存技術研發(fā)、示范和產業(yè)化應用”。

碳達峰碳中和對科技創(chuàng)新提出了新要求，在全球應對氣候變化的大背景下，CCUS技術既是世界各國減緩溫室氣體排放、加強氣候治理、實現(xiàn)碳中和目標的關鍵技術，也是我國傳統(tǒng)行業(yè)實現(xiàn)低碳轉型的重要手段。

總體看，我國CCUS正處于工業(yè)化示范階段，與國際整體發(fā)展水平相當，但部分關鍵技術落后于國際先進水平，不同地區(qū)陸上封存潛力差異較大，且成本較高，亟須加快發(fā)展步伐，形成有效的產業(yè)化規(guī)?；洕?，助力我國實現(xiàn)“雙碳”目標。

近年來，我國CCUS各環(huán)節(jié)均取得了顯著進展，但部分關鍵技術與國外仍存在差距。目前我國二氧化碳捕集技術的熱耗量、電耗量、設備投資均較高，導致總成本偏高。我國在國家和地方層面陸續(xù)出臺多項政策，但激勵政策、產業(yè)部署及管理體系尚不完善。CCUS技術未來理論減排潛力巨大，但受制于各環(huán)節(jié)關鍵技術成熟度及經濟性，減排潛力目前難以釋放。

總體看，我國CCUS正處于工業(yè)化示范階段，與國際整體發(fā)展水平相當，但部分關鍵技術落后于國際先進水平，不同地區(qū)陸上封存潛力差異較大，且成本較高。

要想實現(xiàn)碳中和，相關碳捕獲技術必須要得到發(fā)展，我國“CCUS”的未來路在何方？

2022年兩會上，全國政協(xié)委員，中國工程院院士，中國石油化工集團有限公司董事長、黨組書記馬永生就“加快CCUS產業(yè)鏈發(fā)展”提交了提案，為“CCUS”指出了五條明路。

一是加強CCUS產業(yè)頂層設計。建議國家層面制定CCUS總體發(fā)展規(guī)劃，并將CCUS技術作為國家重大科技專項予以支持，搭建系統(tǒng)的政策框架體系，有序推動CCUS技術在石化、化工、電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)應用。

二是加強關鍵核心技術攻關。建議國家層面統(tǒng)籌產學研聯(lián)合攻關，推進協(xié)同創(chuàng)新，圍繞低濃度二氧化碳捕集、工業(yè)化利用、封存、碳匯計量等關鍵環(huán)節(jié)開展核心技術攻關，推動CCUS全產業(yè)鏈技術提升，盡快趕超國際先進水平。

三是推動CCUS產業(yè)鏈示范及商業(yè)化應用。支持能源化工等行業(yè)CCUS產業(yè)示范區(qū)建設，加速推進CCUS產業(yè)化集群建設，逐步將CCUS技術納入能源、礦業(yè)的綠色發(fā)展技術支撐體系及戰(zhàn)略性新興產業(yè)序列；將CCUS項目列為公益性項目，暢通項目審批通道，簡化審批流程。

四是加快CCUS管網規(guī)劃布局和集群基礎設施建設。加大相關基礎設施投入，加強運輸管網建設，建立合作共享機制，帶動形成以管網設施和封存場地為基礎的區(qū)域CCUS產業(yè)促進中心；完善融資渠道，設立政府專項財政資金，引導投資機構加大投資支持力度。

五是完善財稅激勵政策和法律法規(guī)體系。探索制定適合國情、面向碳中和目標的CCUS產業(yè)稅收優(yōu)惠和補貼激勵政策，對利用和封存二氧化碳項目實施稅收減免或碳減排補貼；制定完善CCUS行業(yè)規(guī)范、制度法規(guī)框架體系及技術規(guī)范，形成統(tǒng)一行業(yè)標準。

參考資料：

1.全球碳捕獲能力2030年前或將激增10倍以上 中國石化新聞網 

2. 董書豪. 我國碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 廣東化工,2021,48(17):69-70. 

3.  張賢,李凱,馬喬,等. 碳中和目標下CCUS技術發(fā)展定位與展望[J]. 中國人口·資源與環(huán)境,2021,31(9):29-33. 

4.馬永生.加快CCUS產業(yè)鏈發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與品牌,2022(3):24-24

5.圖片來源于網絡