專家談CCUS：“捕捉”剛性碳排放

大氣中的碳排放有沒有可能收集起來呢？這不是異想天開，實際上“碳捕捉”技術——碳捕集利用與封存（CCUS）正越來越受國際關注。據聯合國政府間氣候變化專門委員會發布的《全球升溫1.5℃特別報告》顯示，CCUS是確保實現《巴黎協定》氣候目標的重要技術支撐，絕大多數氣候模式都需要它以實現深度減排目標。

 

CCUS是指將二氧化碳從工業或其他碳排放源中捕集，并運輸到特定地點加以利用或封存的技術，包括碳捕集、碳儲運、碳地質利用與封存、碳轉化利用等環節，具有減排規模大、減排效益明顯的特點。

 

根據碳排放濃度不同，捕集技術有燃燒后捕集、燃燒前捕集、富氧燃燒等，目前直接空氣捕集技術也被關注。碳儲運包括槽車、船運、管道運輸等方式。捕集來的二氧化碳，可以進行地質封存，或與地質利用相結合。比如目前應用最多的驅油技術是將二氧化碳注入油藏中，使原先不具備開采條件的原油變得可流動，在顯著提高原油開采效率的同時減少碳排放；也可以進行轉化利用，以二氧化碳為主要原料，通過化工或生物過程轉化為高附加值產品，如制備碳酸酯、微藻養殖并轉化為生物質燃料等，是未來重要的發展方向。

 

CCUS不僅可以實現直接碳減排，還能帶動相關低碳產業的發展。比如在氫能產業中，由化石能源產生的“藍氫”在CCUS技術的支持下可以減少碳排放，成為較為理想的二次能源。此外，用生物質與燃煤混合發電再配合碳捕集，也被證明是一種高效且穩定的技術路徑，有待進一步推廣。

 

能源轉型、能效提升、節能減排是當前減碳的主要途徑。然而在一些行業，比如水泥、鋼鐵、化工等，由于工藝特性，即使在工藝路線改進和產能優化后，仍然存在化石能源的需求以及二氧化碳剛性排放。CCUS是中和這部分工業碳排放的支撐技術，對全球減排貢獻估計占10%—30%。從上世紀80年代起，一些發達國家開始相關技術探索和工程示范。截至2020年底，全球共部署有CCUS項目65項，其中26項正在運行，每年可捕集和永久封存約4000萬噸二氧化碳。

 

總體來看，CCUS能夠將二氧化碳從排放源頭攔截，稱得上減碳的“強效藥”；由于技術環節多、工程復雜，目前還是一種成本很高的“貴價藥”。尤其是在捕集環節，成本可能高達200—500元/噸碳。隨著材料化學等領域的技術進步和大規模工業化應用，成本制約有望被破除。目前，英國、日本等多國已將CCUS作為碳中和行動計劃的重要組成部分，未來這一技術將迎來廣闊發展空間。

 

我國不久前出臺的《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中，CCUS被列入綠色低碳重大科技。近年來，我國相關領域研究取得積極進展，開發出多項具有自主知識產權的技術，具備了全流程設計能力，2021年啟動了百萬噸級的全鏈條碳捕集驅油與封存項目、全國首個海上二氧化碳封存項目等。未來，通過加強國際交流、吸收先進經驗，CCUS技術有望得到進一步推廣應用。