根据目前的发展和预期的规模经济，到2030年前，CCUS项目的成本预计将在每吨捕获的二氧化碳75～100美元之间，这意味着到2030年前，该领域的总市场价值每年可能达到550亿美元。

然而，即便如此，总碳捕获能力仍将远远低于限制全球气候变暖所需的水平，无法满足Rystad提出的1.6°C气候情景或国际能源署提出的净零情景。这两种情景都需要到2050年前捕获近80亿吨二氧化碳，比2030年前预计的5.5亿吨/年大幅增加。如果世界要实现这些目标，从2030年起就需要积极投资和部署CCUS技术。

我国CCUS技术相关产业将迎来一波发展高潮。

二氧化碳捕集与封存技术(Carbon Capture and Storage，简称CCS)，是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段将二氧化碳储存起来。

二氧化碳捕集、利用与封存技术 (Carbon Capture，Utilization and Storage，简称CCUS)，是CCS技术的新发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中可以循环再利用，而不是简单地封存。

20世纪90年代,碳捕集等作为应对气候变化的技术手段已受到国际关注。

1992年,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的第一次评估报告的补充报告提出将“二氧化碳的分离和地质或海洋处置”作为中长期的温室气体减排方案之一。

1995年,IPCC第二工作组发布《气候变化影响、适应和减缓:科学技术分析》,认为从燃料或者烟气中进行碳捕集是化石能源大规模低碳利用的解决方案之一,并且明确提出“碳捕集与处置是指将能源转换过程中产生的二氧化碳还原、收集并与大气隔绝的过程”。

1997年缔结的《京都议定书》要求缔约国“鼓励和开展包括可再生能源和二氧化碳捕集在内的创新型环境友好技术”。

2001年,在IPCC第三次气候变化评估报告中,捕集二氧化碳并将其长期封存已经作为一种切实可行的温室气体减排方案被纳入了多个减排情景当中。

2005年,IPCC发布《二氧化碳捕集与封存》特别报告,正式提出二氧化碳捕集与封存(CCS)的定义:“CCS是指将二氧化碳从工业或相关能源的源分离出来,输送到一个封存地点,并且长期与大气隔绝的过程”。

2007年,CCS正式作为一种减缓气候变化的技术手段被《京都议定书》所认可。同年发布的IPCC第四次气候变化评估报告中把“天然气二氧化碳捕集和封存”列入已实现商业化应用的减排技术,将“CCS用于燃气、生物质或燃煤发电设施”列为到2030年之前能够实现商业化的关键减缓技术手段。随着二氧化碳利用技术的发展,CCS逐渐演变成包含“二氧化碳利用”概念的CCUS。

我国国务院2007年发布的《中国应对气候变化国家方案》和2008年发布的《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书都强调要推动碳捕集与封存技术和二氧化碳利用技术的发展。

2009年10月,科技部时任部长万钢在第三届碳收集领导人论坛(CSLF)部长会议上提出重视二氧化碳资源化利用的倡议,用CCUS替代CCS,得到国际社会的积极响应。此后,国际上开始广泛使用CCUS的概念。

2011年,由科技部社会发展科技司、中国21世纪议程管理中心共同发布的《中国碳捕集、利用与封存(CCUS)技术发展路线图》规范定义了CCUS的概念,CCUS开始被我国正式发布的文件所采用。

此后,CCUS概念逐渐被国际社会接受,国际能源署(IEA)和CSLF等发布的系列报告逐渐采用CCUS∕CCS的表述,并标注两者定义可通用。随着各种新兴技术的涌现和发展,CCUS的内涵不断丰富,生物质能碳捕集与封存(BECCS)、直接空气捕集(DAC)等负排放技术也逐渐被纳入CCUS。

2010年,全球碳捕集与封存研究院(GCCSI)发布了《全球BECCS现状报告》,提出BECCS可实现二氧化碳负排放,是应对全球气候危机的重要技术。

2011年,由IPCC发布的《可再生能源与减缓气候变化特别报告》提到,生物质能源与CCS结合是深度减排的关键技术之一,呼吁社会各界给予BECCS更多的关注。

2014年,IPCC发布第五次气候变化评估报告,提出如果不考虑生物质能源利用、CCS和BECCS等技术手段,到21世纪末全球温升控制在2℃以内的目标将很难实现。

近年来,CCUS技术不断地丰富和发展,特别是随着全球对气候变化的重视和多个国家碳中和目标的提出,CCUS等低碳技术受到越来越多的关注,成为减少温室气体排放、实现碳中和目标、推动人类社会可持续发展的重要技术手段。我国CCUS技术发展迅速、新技术持续涌现,系列示范工程不断建成投运,政策环境逐渐完善,国际合作不断加强,但CCUS技术商业化应用仍面临成本高、能耗大和相关政策法规有待完善等挑战。

我国十分重视CCUS的基础研究和技术开发。据不完全统计,截至2020年,国家重点基础研究发展计划(“973”计划)、国家高技术研究发展计划(“863”计划)、国家重大科技专项、国家重点研发计划、科技部国际合作项目及国家自然科学基金委员会等均对CCUS相关研究提供了资金支持,资助范围覆盖CCUS全流程各个环节的基础研究、技术开发、示范应用等,为CCUS技术的快速发展奠定了基础。

2003年,我国通过国家自然科学基金资助了二氧化碳驱替煤层气的相关基础研究,这成为第一个由国家科技计划资助的CCUS相关研究。

2006年,我国开始通过国家自然科学基金、“863”计划等多项科技计划推进CCUS相关基础研究和关键技术突破,研究项目数量逐渐增加,技术类型从驱油驱气逐步扩展到封存和生物、化工利用类技术,生态风险研究也被纳入支持范围。到“十一五”时期末,国家科技计划资助的研究项目达到40余项。

我国从2011年开始系统性地集中支持CCUS关键技术突破,CCUS的研发迎来第一个高峰期。仅在2011年一年的时间里就有36项研究获得国家科技计划的支持。到“十二五”时期末,国家科技计划资助的研究项目已达140余项,以捕集和封存类技术为主。

2016年,国家重点研发计划开始实施,CCUS基础研究和技术开发经历了第二个高峰期。在此后三年中,国家重点研发计划资助了14项CCUS相关研究,重点开展了二氧化碳化工、生物利用类技术研发。我国碳中和目标的提出对科技创新提出了更高要求。

2021年4月,国家自然科学基金委员会启动面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策研究,国家重点研发计划也进行了相关部署,将对CCUS的理论、技术、数据库、风险评估等各个方面开展专项资助工作。

据中国工程院预测，2060年我国一次能源消费量为55.7亿吨标煤，将产生27.1亿吨CO2排放量，其中通过森林、草原、湿地等碳汇可抵消16亿～19亿吨，仍有10亿吨左右缺口。

2021中国CCUS年度报告显示，我国通过二氧化碳强化石油、天然气开采技术可封存二氧化碳约51亿吨、90亿吨，利用枯竭气藏可封存约153亿吨，而注入深部咸水层的封存潜力更大，通过CCUS补上缺口，将是我国实现碳中和目标的重要技术选择。

以习近平同志为核心的党中央高度重视CCUS产业发展，习近平总书记2021年10月21日到胜利油田视察，要求加快推进CCUS技术研发和推广应用。

《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》也首次将CCUS列为实现“双碳”目标的重要技术手段，明确提出“推进规模化碳捕集利用与封存技术研发、示范和产业化应用”。

碳达峰碳中和对科技创新提出了新要求，在全球应对气候变化的大背景下，CCUS技术既是世界各国减缓温室气体排放、加强气候治理、实现碳中和目标的关键技术，也是我国传统行业实现低碳转型的重要手段。

总体看，我国CCUS正处于工业化示范阶段，与国际整体发展水平相当，但部分关键技术落后于国际先进水平，不同地区陆上封存潜力差异较大，且成本较高，亟须加快发展步伐，形成有效的产业化规模化经济利用，助力我国实现“双碳”目标。

近年来，我国CCUS各环节均取得了显著进展，但部分关键技术与国外仍存在差距。目前我国二氧化碳捕集技术的热耗量、电耗量、设备投资均较高，导致总成本偏高。我国在国家和地方层面陆续出台多项政策，但激励政策、产业部署及管理体系尚不完善。CCUS技术未来理论减排潜力巨大，但受制于各环节关键技术成熟度及经济性，减排潜力目前难以释放。

总体看，我国CCUS正处于工业化示范阶段，与国际整体发展水平相当，但部分关键技术落后于国际先进水平，不同地区陆上封存潜力差异较大，且成本较高。

要想实现碳中和，相关碳捕获技术必须要得到发展，我国“CCUS”的未来路在何方？

2022年两会上，全国政协委员，中国工程院院士，中国石油化工集团有限公司董事长、党组书记马永生就“加快CCUS产业链发展”提交了提案，为“CCUS”指出了五条明路。

一是加强CCUS产业顶层设计。建议国家层面制定CCUS总体发展规划，并将CCUS技术作为国家重大科技专项予以支持，搭建系统的政策框架体系，有序推动CCUS技术在石化、化工、电力、钢铁、水泥等行业应用。

二是加强关键核心技术攻关。建议国家层面统筹产学研联合攻关，推进协同创新，围绕低浓度二氧化碳捕集、工业化利用、封存、碳汇计量等关键环节开展核心技术攻关，推动CCUS全产业链技术提升，尽快赶超国际先进水平。

三是推动CCUS产业链示范及商业化应用。支持能源化工等行业CCUS产业示范区建设，加速推进CCUS产业化集群建设，逐步将CCUS技术纳入能源、矿业的绿色发展技术支撑体系及战略性新兴产业序列；将CCUS项目列为公益性项目，畅通项目审批通道，简化审批流程。

四是加快CCUS管网规划布局和集群基础设施建设。加大相关基础设施投入，加强运输管网建设，建立合作共享机制，带动形成以管网设施和封存场地为基础的区域CCUS产业促进中心；完善融资渠道，设立政府专项财政资金，引导投资机构加大投资支持力度。

五是完善财税激励政策和法律法规体系。探索制定适合国情、面向碳中和目标的CCUS产业税收优惠和补贴激励政策，对利用和封存二氧化碳项目实施税收减免或碳减排补贴；制定完善CCUS行业规范、制度法规框架体系及技术规范，形成统一行业标准。

参考资料：

1.全球碳捕获能力2030年前或将激增10倍以上 中国石化新闻网 

2. 董书豪. 我国碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的发展现状与展望[J]. 广东化工,2021,48(17):69-70. 

3.  张贤,李凯,马乔,等. 碳中和目标下CCUS技术发展定位与展望[J]. 中国人口·资源与环境,2021,31(9):29-33. 

4.马永生.加快CCUS产业链发展[J].科技创新与品牌,2022(3):24-24

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