碳捕集、利用和封存(CCUS)是一套重要的技术,可以帮助提供低排放、安全和负担得起的能源系统。CCUS作为一项具有大规模减排潜力的技术,在碳中和目标中累积减排贡献率约15.0%,是净零排放重要手段。
截至2025年第一季度,全球运行的CO2捕集和封存能力略高于5000万吨,略高于一年前。根据目前的项目,到2030年,捕集能力将达到每年约4.3亿吨CO2。
根据国际能源署(IEA)的预测,全球利用CCUS/CCS减碳将在2030年、2035年、2050年分别达16亿吨、40亿吨和76亿吨,分别占2020年全球碳排放总量的4.7%、11.8%和22.4%。
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在全球碳中和目标下,CCUS正从“备选方案”跃升为诸多国家的关键减碳手段。从电力、南宫28钢铁等行业的刚需驱动,到国内外政策红利释放的投资热潮,CCUS产业加速扩张的势头已然显现。具体包括:
特朗普政府通过了“大而美”税收与支出法案,该法案将二氧化碳驱油及其他利用方式的45Q税收抵免额度提升至与永久封存同等的85美元/吨二氧化碳;法案还明确将碳捕集设施、运输管道、封存工程及相关CCUS投资的收入纳入公开交易合伙企业(PTPs)的合格收入范畴,为行业吸引社会资本扫清了制度障碍。
美国能源部《商业起飞的途径:碳管理》报告预测,到2030年,CCUS与碳移除(CDR)技术可实现5.7亿—12.2亿吨/年的减排量,为美国经济创造750亿—1100亿美元的增加值,带动20万—30万个就业岗位;2050年减排量有望达20亿吨/年,占全球市场份额的25%。
欧盟委员会明确,油气生产商需按2020—2023年产量比例分担《净零工业法案》中2030年5000万吨/年的二氧化碳地质封存量指标。为此斯伦贝谢推出Sequestri™碳封存解决方案,沙特阿美联合斯伦贝谢、林德集团建设的朱拜勒CCS集群,预计2027年投产后将实现900万吨/年的二氧化碳捕集、封存能力;阿布扎比国家石油公司联合西方石油公司在美国南得克萨斯州建设50万吨/年直接空气捕集枢纽,计划投资5亿美元...
我国二氧化碳地质埋存的总潜力高达5000亿—7000亿吨,可满足我国未来数百年的碳减排需求。2000年以来,我国新增石油探明储量80%以上分布在低渗透和非常规油藏,以水驱为代表的常规开发技术难以实现该类储量的有效动用,而陆相油藏二氧化碳驱油埋存技术有效、经济可行。
在中国石油国内油田的已动用储量中,适宜二氧化碳驱提高采收率的低渗透油藏地质储量为67.3亿吨,预计新增可采储量11.1亿吨,在驱油阶段可有效封存二氧化碳29.5亿吨。
CCUS发展的核心瓶颈在于高成本、高风险、商业模式不成熟。加速发展就是要精准地解决这些问题。
当碳价高于CCUS成本时,企业自然有动力采用。同时,提供直接的税收抵免。
美国45Q税收抵免是全球最成功的CCUS激励政策之一,它规定每封存一吨CO₂,项目方可获得85美元的税收抵免,为此催生了美国一大批CCUS项目,如伊利诺伊州工业碳捕集与封存项目和多个乙醇工厂的捕集项目。
政府通过基金、专项资金等方式,为前沿CCUS技术研发、示范项目提供资本金支持,分担早期风险。例如挪威政府为Longship项目提供了超过80%的投资(约26亿美元);国家能源集团主导的重大示范工程齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目,得到了强有力的政策支持,实现了从捕集、运输到驱油封存的全流程商业化应用。
对特定高排放行业(如电力、水泥、钢铁)设定严格的排放标准,强制要求其减排,从而倒逼企业采用CCUS。南宫28
欧盟的“碳边境调节机制”(CBAM)将迫使出口到欧盟的产品承担碳成本,这将间接推动全球制造业(包括中国)发展CCUS以保持竞争力。
单个企业单独建设CCUS成本极高。通过产业集群,可以共享运输和封存基础设施,大幅降低单位成本。
在工业密集区(如化工园区、钢铁基地),将多个排放源的CO₂捕集后,通过共享的管网系统集中运输到共同的封存地点。例如英国“East Coast Cluster”和“HyNet”集群,将汇集Teesside和Humber地区(重工业区)以及利物浦湾周边企业的碳排放,连接到离岸封存点。这种模式避免了重复建设,实现了规模经济。
中国正在广东惠州、山东半岛、长三角等沿海工业发达地区积极规划类似的区域性集群项目。
新型溶剂(如相变溶剂)、吸附材料(MOFs)、膜分离技术正在实验室和中试阶段取得突破,目标是比传统胺法捕集能耗降低30%以上。例如加拿大Carbon Engineering公司的直接空气捕集(DAC)技术,虽然成本仍很高,但为处理分布式排放和历史排放提供了新思路。
将CO₂转化为有经济价值的产品,创造新的收入流,反哺捕集和封存成本,包括却不限于: