根據(jù)目前的發(fā)展和預(yù)期的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，到2030年前，CCUS項(xiàng)目的成本預(yù)計(jì)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(lǐng)域的總市場價(jià)值每年可能達(dá)到550億美元。

然而，即便如此，總碳捕獲能力仍將遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yù)計(jì)的5.5億噸/年大幅增加。如果世界要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，從2030年起就需要積極投資和部署CCUS技術(shù)。

我國CCUS技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)將迎來一波發(fā)展高潮。

二氧化碳捕集與封存技術(shù)(Carbon Capture and Storage，簡稱CCS)，是指通過碳捕捉技術(shù)，將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)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(shù) (Carbon Capture，Utilization and Storage，簡稱CCUS)，是CCS技術(shù)的新發(fā)展趨勢，即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過程中可以循環(huán)再利用，而不是簡單地封存。

20世紀(jì)90年代,碳捕集等作為應(yīng)對氣候變化的技術(shù)手段已受到國際關(guān)注。

1992年,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)發(fā)布的第一次評估報(bào)告的補(bǔ)充報(bào)告提出將“二氧化碳的分離和地質(zhì)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(yīng)和減緩:科學(xué)技術(shù)分析》,認(rèn)為從燃料或者煙氣中進(jìn)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(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的二氧化碳還原、收集并與大氣隔絕的過程”。

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

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

2005年,IPCC發(fā)布《二氧化碳捕集與封存》特別報(bào)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(guān)能源的源分離出來,輸送到一個(gè)封存地點(diǎn),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(shù)手段被《京都議定書》所認(rèn)可。同年發(fā)布的IPCC第四次氣候變化評估報(bào)告中把“天然氣二氧化碳捕集和封存”列入已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的減排技術(shù),將“CCS用于燃?xì)?、生物質(zhì)或燃煤發(fā)電設(shè)施”列為到2030年之前能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化的關(guān)鍵減緩技術(shù)手段。隨著二氧化碳利用技術(shù)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(wù)院2007年發(fā)布的《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》和2008年發(fā)布的《中國應(yīng)對氣候變化的政策與行動(dòng)》白皮書都強(qiáng)調(diào)要推動(dòng)碳捕集與封存技術(shù)和二氧化碳利用技術(shù)的發(fā)展。

2009年10月,科技部時(shí)任部長萬鋼在第三屆碳收集領(lǐng)導(dǎo)人論壇(CSLF)部長會(huì)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(huì)的積極響應(yīng)。此后,國際上開始廣泛使用CCUS的概念。

2011年,由科技部社會(huì)發(fā)展科技司、中國21世紀(jì)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(shù)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(huì)接受,國際能源署(IEA)和CSLF等發(fā)布的系列報(bào)告逐漸采用CCUS∕CCS的表述,并標(biāo)注兩者定義可通用。隨著各種新興技術(shù)的涌現(xiàn)和發(fā)展,CCUS的內(nèi)涵不斷豐富,生物質(zhì)能碳捕集與封存(BECCS)、直接空氣捕集(DAC)等負(fù)排放技術(shù)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(bào)告》,提出BECCS可實(shí)現(xiàn)二氧化碳負(fù)排放,是應(yīng)對全球氣候危機(jī)的重要技術(shù)。

2011年,由IPCC發(fā)布的《可再生能源與減緩氣候變化特別報(bào)告》提到,生物質(zhì)能源與CCS結(jié)合是深度減排的關(guān)鍵技術(shù)之一,呼吁社會(huì)各界給予BECCS更多的關(guān)注。

2014年,IPCC發(fā)布第五次氣候變化評估報(bào)告,提出如果不考慮生物質(zhì)能源利用、CCS和BECCS等技術(shù)手段,到21世紀(jì)末全球溫升控制在2℃以內(nèi)的目標(biāo)將很難實(shí)現(xiàn)。

近年來,CCUS技術(shù)不斷地豐富和發(fā)展,特別是隨著全球?qū)夂蜃兓闹匾暫投鄠€(gè)國家碳中和目標(biāo)的提出,CCUS等低碳技術(shù)受到越來越多的關(guān)注,成為減少溫室氣體排放、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)、推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)手段。我國CCUS技術(shù)發(fā)展迅速、新技術(shù)持續(xù)涌現(xiàn),系列示范工程不斷建成投運(yùn),政策環(huán)境逐漸完善,國際合作不斷加強(qiáng),但CCUS技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用仍面臨成本高、能耗大和相關(guān)政策法規(guī)有待完善等挑戰(zhàn)。

我國十分重視CCUS的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2020年,國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”計(jì)劃)、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)、國家重大科技專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、科技部國際合作項(xiàng)目及國家自然科學(xué)基金委員會(huì)等均對CCUS相關(guān)研究提供了資金支持,資助范圍覆蓋CCUS全流程各個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、示范應(yīng)用等,為CCUS技術(shù)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2003年,我國通過國家自然科學(xué)基金資助了二氧化碳驅(qū)替煤層氣的相關(guān)基礎(chǔ)研究,這成為第一個(gè)由國家科技計(jì)劃資助的CCUS相關(guān)研究。

2006年,我國開始通過國家自然科學(xué)基金、“863”計(jì)劃等多項(xiàng)科技計(jì)劃推進(jìn)CCUS相關(guān)基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)突破,研究項(xiàng)目數(shù)量逐漸增加,技術(shù)類型從驅(qū)油驅(qū)氣逐步擴(kuò)展到封存和生物、化工利用類技術(shù),生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究也被納入支持范圍。到“十一五”時(shí)期末,國家科技計(jì)劃資助的研究項(xiàng)目達(dá)到40余項(xiàng)。

我國從2011年開始系統(tǒng)性地集中支持CCUS關(guān)鍵技術(shù)突破,CCUS的研發(fā)迎來第一個(gè)高峰期。僅在2011年一年的時(shí)間里就有36項(xiàng)研究獲得國家科技計(jì)劃的支持。到“十二五”時(shí)期末,國家科技計(jì)劃資助的研究項(xiàng)目已達(dá)140余項(xiàng),以捕集和封存類技術(shù)為主。

2016年,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃開始實(shí)施,CCUS基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)經(jīng)歷了第二個(gè)高峰期。在此后三年中,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助了14項(xiàng)CCUS相關(guān)研究,重點(diǎn)開展了二氧化碳化工、生物利用類技術(shù)研發(fā)。我國碳中和目標(biāo)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(xué)基金委員會(huì)啟動(dòng)面向國家碳中和的重大基礎(chǔ)科學(xué)問題與對策研究,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃也進(jìn)行了相關(guān)部署,將對CCUS的理論、技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、風(fēng)險(xiǎn)評估等各個(gè)方面開展專項(xiàng)資助工作。

據(jù)中國工程院預(yù)測，2060年我國一次能源消費(fèi)量為55.7億噸標(biāo)煤，將產(chǎn)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(bào)告顯示，我國通過二氧化碳強(qiáng)化石油、天然氣開采技術(shù)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(bǔ)上缺口，將是我國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要技術(shù)選擇。

以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展，習(xí)近平總書記2021年10月21日到勝利油田視察，要求加快推進(jìn)CCUS技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用。

《中共中央、國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》也首次將CCUS列為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要技術(shù)手段，明確提出“推進(jìn)規(guī)?；疾都门c封存技術(shù)研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”。

碳達(dá)峰碳中和對科技創(chuàng)新提出了新要求，在全球應(yīng)對氣候變化的大背景下，CCUS技術(shù)既是世界各國減緩溫室氣體排放、加強(qiáng)氣候治理、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，也是我國傳統(tǒng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)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(dāng)，但部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國際先進(jìn)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(chǎn)業(yè)化規(guī)?；?jīng)濟(jì)利用，助力我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

近年來，我國CCUS各環(huán)節(jié)均取得了顯著進(jìn)展，但部分關(guān)鍵技術(shù)與國外仍存在差距。目前我國二氧化碳捕集技術(shù)的熱耗量、電耗量、設(shè)備投資均較高，導(dǎo)致總成本偏高。我國在國家和地方層面陸續(xù)出臺多項(xiàng)政策，但激勵(lì)政策、產(chǎn)業(yè)部署及管理體系尚不完善。CCUS技術(shù)未來理論減排潛力巨大，但受制于各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)成熟度及經(jīng)濟(jì)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(dāng)，但部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國際先進(jìn)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(shí)現(xiàn)碳中和，相關(guān)碳捕獲技術(shù)必須要得到發(fā)展，我國“CCUS”的未來路在何方？

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

一是加強(qiáng)CCUS產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)。建議國家層面制定CCUS總體發(fā)展規(guī)劃，并將CCUS技術(shù)作為國家重大科技專項(xiàng)予以支持，搭建系統(tǒng)的政策框架體系，有序推動(dòng)CCUS技術(shù)在石化、化工、電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)應(yīng)用。

二是加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。建議國家層面統(tǒng)籌產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，推進(jìn)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(jì)量等關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展核心技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)提升，盡快趕超國際先進(jìn)水平。

三是推動(dòng)CCUS產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉都吧虡I(yè)化應(yīng)用。支持能源化工等行業(yè)CCUS產(chǎn)業(yè)示范區(qū)建設(shè)，加速推進(jìn)CCUS產(chǎn)業(yè)化集群建設(shè)，逐步將CCUS技術(shù)納入能源、礦業(yè)的綠色發(fā)展技術(shù)支撐體系及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)序列；將CCUS項(xiàng)目列為公益性項(xiàng)目，暢通項(xiàng)目審批通道，簡化審批流程。

四是加快CCUS管網(wǎng)規(guī)劃布局和集群基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加大相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施投入，加強(qiáng)運(yùn)輸管網(wǎng)建設(shè)，建立合作共享機(jī)制，帶動(dòng)形成以管網(wǎng)設(shè)施和封存場地為基礎(chǔ)的區(qū)域CCUS產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心；完善融資渠道，設(shè)立政府專項(xiàng)財(cái)政資金，引導(dǎo)投資機(jī)構(gòu)加大投資支持力度。

五是完善財(cái)稅激勵(lì)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(biāo)的CCUS產(chǎn)業(yè)稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼激勵(lì)政策，對利用和封存二氧化碳項(xiàng)目實(shí)施稅收減免或碳減排補(bǔ)貼；制定完善CCUS行業(yè)規(guī)范、制度法規(guī)框架體系及技術(shù)規(guī)范，形成統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考資料：

1.全球碳捕獲能力2030年前或?qū)⒓ぴ?0倍以上 中國石化新聞網(wǎng) 

2. 董書豪. 我國碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù)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(biāo)下CCUS技術(shù)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(chǎn)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(wǎng)絡(luò)