最近，CCUS不斷吸引人們視線(xiàn)。國內不少能源企業(yè)上馬CCUS項目，國外不少政府或組織推出數額龐大的CCUS促進(jìn)計劃。CCUS究竟是什么？它對二氧化碳減排意味著(zhù)什么？未來(lái)面臨哪些挑戰和機遇？
降碳減排利器
CCUS，即二氧化碳捕集、利用與封存，指通過(guò)技術(shù)手段將二氧化碳從工業(yè)排放源中捕集，并加以利用或安全封存的過(guò)程。因此被形象地稱(chēng)為“碳捕手”。
國家能源集團新能源技術(shù)研究院碳中和研究中心主任徐冬表示，近年來(lái)CCUS作為全球減緩氣候變化技術(shù)的角色和定位持續強化。CCUS技術(shù)已經(jīng)被明確列入全球氣候目標實(shí)現不可或缺的減排技術(shù)組合。
2015年，《巴黎協(xié)定》提出至本世紀末，相較工業(yè)化以前的水平，要將全球變暖溫度控制在2攝氏度以?xún)?，并?.5攝氏度的目標努力。中國政府積極應對氣候變化，為協(xié)定的通過(guò)發(fā)揮了重要作用。2020年9月，中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )上提出，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和。
要實(shí)現這一目標，遠非易事。作為發(fā)展中大國，中國經(jīng)濟發(fā)展仍需安全穩定的能源保障。同時(shí)，作為富煤、貧油、少氣的國家，二氧化碳含量較高的煤炭仍是我國的基礎能源和重要工業(yè)原料。預計到2035年，全國煤炭消費總量仍將保持在40億噸左右，實(shí)現煤炭等能源行業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展，對于保障國家能源安全、實(shí)現“雙碳”目標具有重要意義。
CCUS技術(shù)可實(shí)現化石燃料利用過(guò)程的二氧化碳近零排放，在為經(jīng)濟發(fā)展保障能源安全穩定供應的前提下，既降低碳排放總量，又顯著(zhù)控制總減排成本。聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )指出，如果沒(méi)有CCUS技術(shù)，幾乎所有氣候模式都不能實(shí)現《巴黎協(xié)定》的目標，并且全球碳減排成本將成倍增加。
各地加快探索
今年5月22日，中國海油發(fā)布消息稱(chēng)，我國首個(gè)海上CCUS項目在珠江口盆地的恩平15-1平臺投用。油田開(kāi)發(fā)伴生的二氧化碳將被捕集、提純、加壓至超臨界狀態(tài)，通過(guò)一口CCUS井，以初期8噸/小時(shí)的速度注入地下油藏，既驅動(dòng)原油增產(chǎn)，又實(shí)現二氧化碳封存，開(kāi)創(chuàng )了海洋能源循環(huán)利用新模式。
恩平15-1平臺是目前亞洲最大的海上原油生產(chǎn)平臺，也是高含二氧化碳油田。若按常規模式開(kāi)發(fā)，二氧化碳將隨原油一起被采出地面，不僅對海上平臺設施和海底管線(xiàn)造成腐蝕，還將增加二氧化碳排放量。
為什么選擇使用二氧化碳驅油？中國海油恩平油田作業(yè)區總經(jīng)理萬(wàn)年輝說(shuō)，這是由于二氧化碳有獨特的性能，易于達到超臨界狀態(tài)。處于超臨界狀態(tài)時(shí)，其性質(zhì)會(huì )發(fā)生變化，其密度接近于液體，黏度接近于氣體，擴散系數為液體的100倍，具有較大的溶解能力。原油溶有二氧化碳時(shí)，原油流動(dòng)性、流變性及油藏性質(zhì)會(huì )得到改善。
專(zhuān)家表示，現在通常采用的補充采油后地層能量遞減的方法為水驅和化學(xué)驅?zhuān)褪前阉蚧瘜W(xué)成分注入油田中，補充地層能量損失。但是，目前很大一部分油藏田為低滲透油藏，開(kāi)發(fā)難度較大，二氧化碳的特殊性質(zhì)非常適合于低滲透油藏開(kāi)發(fā)。在傳統意義下，很多低滲透油氣藏是難動(dòng)用儲量，如果采用二氧化碳驅油的方法，可能成為優(yōu)質(zhì)儲量。
作為化石能源低碳高效開(kāi)發(fā)的新興技術(shù)手段，CCUS已成為全球能源行業(yè)布局的重要領(lǐng)域。徐冬表示，2024年全球CCUS產(chǎn)業(yè)投入運營(yíng)的設施達50個(gè)（含3個(gè)專(zhuān)業(yè)運輸/儲存項目），另有44個(gè)設施（含7個(gè)運輸/儲存項目）處于建設階段。
近日，國際能源署更新全球CCUS項目數據庫。數據顯示，截至2025年第一季度，全球處于運營(yíng)階段的CCUS項目年二氧化碳捕獲量突破5000萬(wàn)噸，較上年實(shí)現快速增長(cháng)。其中，超60%運營(yíng)捕集能力集中于天然氣加工領(lǐng)域。依據當前規劃項目，若到2030年規劃布局項目均能落地實(shí)施，全球碳捕集能力預計將達每年約4.3億噸。
目前，我國已建成亞洲最大、世界第三大燃煤電廠(chǎng)燃燒后碳捕集示范工程。2023年6月，國家能源集團泰州電廠(chǎng)CCUS項目完成滿(mǎn)負荷試運行，試運行期間系統安全可靠，能效指標、產(chǎn)品品質(zhì)均達到或優(yōu)于設計值。該項目二氧化碳捕集量達50萬(wàn)噸/年，可實(shí)現100%消納，已穩定運行超700天，是現階段“捕集規模最大、綜合指標最優(yōu)、消納利用最全、連續運轉最長(cháng)”的煤電碳捕集項目，引領(lǐng)全球碳捕集行業(yè)規?；焖侔l(fā)展。
同時(shí)，我國還在全球首次實(shí)現現代煤化工和大型油氣田開(kāi)采之間的綠色減碳合作。國家能源集團寧夏煤業(yè)將全球單套裝置規模最大的400萬(wàn)噸/年煤炭間接液化項目排放的CO_2氣體進(jìn)行捕集，由長(cháng)慶油田進(jìn)行驅油封存。該項目2023年5月全面開(kāi)工建設，2024年10月碳捕集一期工程10萬(wàn)噸/年工業(yè)級生產(chǎn)流程建成投運。
在江蘇華電句容發(fā)電有限公司廠(chǎng)區內，一座現代化的碳捕集設施矗立，這是國內首臺百萬(wàn)千瓦機組脫碳示范工程——句容發(fā)電碳捕集項目。自2019年正式運行以來(lái)，該公司的碳捕集項目已累計捕集二氧化碳超過(guò)60000噸，相當于每年植樹(shù)造林4000余畝。中國華電集團江蘇句容公司黨建部主任宋洪軍說(shuō)，目前該公司碳捕集液態(tài)二氧化碳產(chǎn)量大于1.3噸/小時(shí)，碳捕集效率達90%以上。
據不完全統計，我國已規劃、建設和運行中的CCUS項目有120多個(gè)，涵蓋電力、油氣、化工、水泥、鋼鐵等多個(gè)行業(yè)，具備二氧化碳捕集能力約500萬(wàn)噸/年。10萬(wàn)噸級及以上項目超過(guò)50個(gè)，多個(gè)百萬(wàn)噸級以上項目正在建設。其中，電力行業(yè)示范項目超過(guò)20個(gè)。
挑戰機遇并存
“CCUS所有環(huán)節（包括運輸）中，捕集的成本占比最高。吸收劑穩定性及捕集能耗是影響碳捕集產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素?！毙於J為，我國CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展正呈現出規?；图夯陌l(fā)展趨勢，加速向全流程、一體化、規?；蛥^域產(chǎn)業(yè)集群式方向發(fā)展。到2030年有望實(shí)現現有技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，到2035年新型技術(shù)形成產(chǎn)業(yè)化能力，到2050年負排放技術(shù)得到廣泛商業(yè)化應用，到2060年形成CCUS產(chǎn)業(yè)集群新業(yè)態(tài)。
徐冬說(shuō)，當前CCUS產(chǎn)業(yè)仍面臨成本高企的問(wèn)題，需進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)提升以降低運行成本。另一核心困境在于形成一體化產(chǎn)業(yè)鏈?，F有CCUS技術(shù)發(fā)展逐步趨于成熟，但產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同差，各環(huán)節脫節。企業(yè)間合作少，缺乏一體化運營(yíng)模式，導致產(chǎn)業(yè)碎片化。
據介紹，國外一些國家正在探索不同的CCUS商業(yè)模式，包括單一投資、聯(lián)合投資、第三方運營(yíng)商服務(wù)等商業(yè)模式。但我國CCUS商業(yè)模式探索缺乏經(jīng)驗，建成的CCUS項目大多采用“單一企業(yè)運營(yíng)CCUS全部環(huán)節”的商業(yè)模式。采用這種模式，各環(huán)節容易協(xié)調，易達成一致性意見(jiàn)，項目推進(jìn)較順利，但投資大、風(fēng)險高，限制了各行業(yè)間的協(xié)作，不利于CCUS成本降低和規?；l(fā)展。
徐冬建議，加強CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層設計，構建綠色低碳產(chǎn)業(yè)新格局。加強規?；疌CUS核心技術(shù)和裝備攻關(guān)，謀劃布局前沿碳捕集及負碳減排技術(shù)。開(kāi)展規?；趸缄懙胤獯?，建設百萬(wàn)噸級二氧化碳封存示范。加速推進(jìn)CCUS產(chǎn)業(yè)集群建設，帶動(dòng)CCUS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。同時(shí)，優(yōu)化資源配置與人才培養，提升創(chuàng )新效能等。