引言
碳捕集、利用與封存（carbon capture、utilization and storage，CCUS）作為具有大規(guī)模減排潛力的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)不可或缺的重大技術(shù)，一直以來受到全球廣泛關(guān)注。作為當(dāng)前仍舊以煤炭為主要消費(fèi)能源的國家，在我國未來實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)的進(jìn)程中，CCUS 將發(fā)揮關(guān)鍵作用?？萍紕?chuàng)新和進(jìn)步將是實(shí)現(xiàn)碳中和的核心驅(qū)動(dòng)力，也是戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的根本保障。把握國內(nèi)外CCUS技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)和戰(zhàn)略布局，對(duì)于我國部署CCUS發(fā)展重點(diǎn)、確定發(fā)展方向和制定相關(guān)政策具有重要意義。
國際CCUS發(fā)展關(guān)鍵歷程
The development of International CCUS
1972年
世界上首個(gè)CO?驅(qū)油商業(yè)化項(xiàng)目由雪佛龍（Chevron）公司在美國德克薩斯州西部的凱利辛德爾（Kelly Snyder）油田的SACROC區(qū)塊建成投產(chǎn)。凱利辛德爾項(xiàng)目是CCUS實(shí)踐歷史的起點(diǎn)，具有劃時(shí)代意義，至今運(yùn)行已經(jīng)50年。
1990年
日本地球創(chuàng)新技術(shù)研究所（RITE）也開始布局碳捕集利用與封存技術(shù)研發(fā)。
1992年
政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）發(fā)布第一次氣候變化評(píng)估報(bào)告的補(bǔ)充報(bào)告，提出將“CO?的分離和地質(zhì)或海洋處置”作為中長期溫室氣體減排方案之一。
1996年
挪威國家石油公司（Statoil）在碳稅政策驅(qū)動(dòng)下，在北海地區(qū)建成規(guī)模為100萬噸/年的斯萊普內(nèi)爾（Sleipner）碳捕集與封存項(xiàng)目。
2000年
美國國家地球物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室（NGPL）開始進(jìn)行地下CO?封存試驗(yàn)。
2005年
IPCC發(fā)布CO?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。
2008年
挪威建成70萬噸/年的Sn?hvit CO?地質(zhì)封存項(xiàng)目，進(jìn)一步鞏固了挪威在CO?地質(zhì)封存領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
同年，美國政府制定了CCS項(xiàng)目的稅收抵扣（45Q）政策，對(duì)實(shí)施CO?驅(qū)油和咸水層封存的項(xiàng)目分別給予10美元/噸和20美元/噸的稅收抵扣。
這一年，美國通過清潔能源安全法案，對(duì)美國的發(fā)電廠、煉油廠、化工廠等能源密集型企業(yè)進(jìn)行碳排放限量管理。澳大利亞發(fā)起成立全球碳捕集與封存研究院（GCCSI）。
2011年
巴西在桑托斯盆地（Santos Basin）的Pre-Salt油田建成CCUS項(xiàng)目。其CO?來自天然氣處理工廠，規(guī)模達(dá)到460萬噸/年。
2014年
加拿大薩省電力公司（SaskPower）在距離加美邊境不到20公里的埃斯特萬（Estevan）郡的邊界大壩（Boundary Dam）電廠建成全球首個(gè)大規(guī)模燃煤電廠煙氣CCS全流程項(xiàng)目。
同年，冰島碳循環(huán)國際公司（CRI）在斯瓦辛基（Svartsengi）建成4,000噸/年的CO?加氫制甲醇商業(yè)化裝置，其CO?來自工業(yè)過程、氫氣來自可再生電力水電解，創(chuàng)造了全球CO?化學(xué)利用技術(shù)的一個(gè)范例。
2015年
全球氣候治理取得里程碑式成果——巴黎協(xié)定獲得通過。
同年，美國政府發(fā)布清潔能源計(jì)劃以限制發(fā)電廠碳排放，環(huán)保署（EPA）還發(fā)布了關(guān)于地下注入控制項(xiàng)目的聲明，內(nèi)容包括二類驅(qū)油井到六類封存井，為CCUS商業(yè)項(xiàng)目的推進(jìn)減少了很多不確定性。
這一年，加拿大也制定燃煤電廠碳減排條例，同時(shí)建成阿爾伯達(dá)干線管道（ACTL），成為世界上容量最大CO?運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。
2016年
阿聯(lián)酋鋼鐵公司（Emirates Steel Industries）在阿布扎比（Abu Dhabi）建成全球首個(gè)鋼鐵行業(yè)大規(guī)模 CCUS全流程項(xiàng)目。
2018年
美國政府加大針對(duì)CCUS項(xiàng)目的45Q稅收抵扣力度，對(duì)實(shí)施CO?驅(qū)油和咸水層封存的項(xiàng)目分別給予35美元/噸和50美元/噸的稅收抵扣額度。
2019年
卡塔爾在一個(gè)大型液化天然氣工廠建成大規(guī)模CCUS設(shè)施，CO?捕集和專用地質(zhì)封存規(guī)模達(dá)到220萬噸/年。
2020年
比爾蓋茨的突破能源基金（Breakthrough Energy Ventures）和貝佐斯的亞馬遜（Amazon）共同投資一家專注于CO?利用的技術(shù)公司CarbonCure，以向建筑工地提供加入CO?的混凝土為主營業(yè)務(wù)。
2021年
?？松梨诠咎岢鼋ㄔO(shè)休斯頓CCUS超級(jí)樞紐的設(shè)想。該樞紐計(jì)劃從休斯頓航道的石化和工業(yè)設(shè)施中捕獲CO?，通過海底管道將其輸送至墨西哥灣近海地層封存。
同年，瑞士直接空氣捕集（DACCS）技術(shù)公司Climeworks與冰島地質(zhì)封存公司Carbfix合作，在冰島西南部一個(gè)地?zé)犭娬靖浇ǔ墒澜缟献畲蟮?/span>DACCS項(xiàng)目（Orca項(xiàng)目），最大捕集能力為4,000噸/年。
2022年
丹柏瑞碳解決方案（Denbury Carbon Solutions）公司和自然資源合作伙伴（Natural Resource Partners）公司簽署了一份CO?封存協(xié)議，用于評(píng)估和開發(fā)位于阿拉巴馬州墨西哥灣沿岸一處封存潛力超過3億噸的永久性CO?封存場(chǎng)地。
中國CCUS發(fā)展關(guān)鍵歷程
The development of CCUS in China
1963年
大慶油田率先開展了二氧化碳驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究，相關(guān)結(jié)果顯示該技術(shù)有可能將采收率提升10個(gè)百分點(diǎn)。這離美國科學(xué)家申請(qǐng)世界上第一件二氧化碳驅(qū)油技術(shù)專利已經(jīng)過去了13年。
1970年
我國從美國、荷蘭、法國、日本等國成批引進(jìn)了十三套大型合成氨裝置。這些裝置主要采用醇胺法脫除二氧化碳。
1987年
華北石油勘察設(shè)計(jì)院開始關(guān)注二氧化碳膜分離技術(shù)。此后，浙江大學(xué)、中科院大連化物所、天津大學(xué)等單位陸續(xù)開始關(guān)注和研究二氧化碳膜分離技術(shù)。
1988年
中國石油大慶油田在薩南東部過渡帶開辟了二氧化碳驅(qū)油試驗(yàn)區(qū)。此后，大慶油田先后對(duì)多個(gè)油層進(jìn)行了非混相二氧化碳驅(qū)油先導(dǎo)性礦場(chǎng)試驗(yàn)，總體取得了降低含水率、提高采收率的效果。
1989年
中國石化華東油氣分公司憑借黃橋CO?氣藏資源優(yōu)勢(shì)，在蘇88井開展了CO?單井吞吐試驗(yàn)，累計(jì)注入二氧化碳116噸，提高原油采收率5％以上。
1995年
華中科技大學(xué)等單位率先啟動(dòng)富氧燃燒基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)，為后續(xù)開展富氧燃燒小試、中試研究打下基礎(chǔ)。
2003年
中國石油大慶油田建成20萬噸/年二氧化碳驅(qū)油示范項(xiàng)目，從徐深氣田天然氣凈化廠分離二氧化碳并送往兩個(gè)區(qū)塊進(jìn)行驅(qū)油試驗(yàn)。
2004年
中國海油中聯(lián)煤層氣公司在山西沁水建成二氧化碳驅(qū)替煤層氣試驗(yàn)項(xiàng)目，總計(jì)注入二氧化碳1,000噸。該項(xiàng)目被認(rèn)為是我國第一個(gè)CCUS相關(guān)的示范項(xiàng)目。
2005年
中國石化華東分公司在江蘇東臺(tái)建成10萬噸/年CCUS全流程示范項(xiàng)目，從化工廠捕集二氧化碳并送往華東油氣田多個(gè)區(qū)塊進(jìn)行驅(qū)油試驗(yàn)。
2006年
國務(wù)院發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā) 展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》。碳捕集、利用與封存技 術(shù)（CCUS）被《規(guī)劃綱要》列為前沿技術(shù)之一。
同年起，我國通過國家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃等支持的CCUS相關(guān)項(xiàng)目逐漸增加，到十一五期末達(dá)到40余項(xiàng)。
2007年
國務(wù)院發(fā)布《中國應(yīng)對(duì)氣候變化國家方案》，同年，科技部聯(lián)合國家發(fā)改委、外交部等14個(gè)部門聯(lián)合發(fā)布《中國應(yīng)對(duì)氣候變化科技專項(xiàng)行動(dòng)》，均將發(fā)展 CCUS 列入溫室氣體減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。
2008年
中國石油吉林油田建成我國第一個(gè)二氧化碳捕集與驅(qū)油示范項(xiàng)目。
2009年
華能集團(tuán)在上海石洞口第二電廠建成12萬噸/年煙氣CO?捕集裝置，成為當(dāng)時(shí)世界上最大的燃煤電廠煙氣CO?捕集裝置之一。
2010年
國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局開展了全國CO?地質(zhì)儲(chǔ)存潛力評(píng)估工作。
同年，中國石化在勝利油田建成4萬噸/年燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集示范裝置。中國電力投資集團(tuán)也在重慶合川雙槐電廠建成1萬噸/年煙氣二氧化碳捕集示范裝置。
這一年，新奧集團(tuán)在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗建成微藻固碳示范項(xiàng)目，將煤化工尾氣中的二氧化碳吸收后，制取生物柴油和生產(chǎn)飼料，處理量達(dá)到2萬噸/年。
2011年
國家能源集團(tuán)（原神華集團(tuán)）在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建成亞洲首個(gè)二氧化碳捕集與深部咸水層封存全流程示范項(xiàng)目。
同年，科學(xué)部會(huì)同國家發(fā)改委、財(cái)政部、教育部、中國科學(xué)院、中國工程院、國家自然科學(xué)基 金委員會(huì)、中國科協(xié)、國家國防科技工業(yè)局等有關(guān)單位，聯(lián)合發(fā)布了《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》。《規(guī)劃》中兩次提出加強(qiáng) CCUS 技術(shù)研發(fā)，包括將 CCUS 技術(shù)作為培育和發(fā)展節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)之一，以及作為支撐可持續(xù)發(fā)展、有效應(yīng)對(duì)氣候變化的技術(shù)措施。
2012年
國家能源集團(tuán)（原國電集團(tuán)）建成天津北塘電廠煙氣CO?捕集示范項(xiàng)目，年捕集量2萬噸/年，捕集后的二氧化碳用于食品行業(yè)。
2013年
中科院山西煤化所開展了二氧化碳工業(yè)廢氣加氫合成甲醇高效催化劑和關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)。華能集團(tuán)建成中國首個(gè)燃?xì)鉄煔馓疾都囼?yàn)裝置，規(guī)模為1,000噸/年。延長石油在陜西榆林建成5萬噸/年CCUS示范項(xiàng)目，從榆林煤炭化學(xué)公司氣化廠捕集二氧化碳，并送往靖邊油田開展驅(qū)油試驗(yàn)。
2014年
華中科技大學(xué)在湖北應(yīng)城建成35MW富氧燃燒示范裝置，捕集規(guī)模為10萬噸/年，是世界上最大的富氧燃燒裝置之一。
2015年
華能集團(tuán)在天津?yàn)I海新區(qū)IGCC電廠建成10萬噸/年燃燒前碳捕集示范裝置，中國石化在河南濮陽建成10萬噸/年二氧化碳捕集與驅(qū)油示范項(xiàng)目，新疆敦華公司在克拉瑪依建成10萬噸/年二氧化碳捕集與驅(qū)油示范項(xiàng)目。
2016年
國務(wù)院印發(fā)十三五控制溫室氣體排放工作方案，提出開展CCUS試點(diǎn)示范。環(huán)境保護(hù)部發(fā)布CCUS環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南（試行），提出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范和應(yīng)急措施要求。國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃開始實(shí)施，并在后續(xù)三年資助了14項(xiàng)CCUS相關(guān)研究。
2017年
北京房山琉璃河水泥廠建成1,000噸/年水泥窯煙氣碳捕集項(xiàng)目。中國石油長慶油田建成5萬噸/年二氧化碳捕集與驅(qū)油示范項(xiàng)目，從寧煤甲醇廠捕集二氧化碳，送往陜西定邊姬塬油區(qū)進(jìn)行驅(qū)油利用。中國科學(xué)院上海高等研究院與山西潞安集團(tuán)合作，建成全球首套萬方級(jí)甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置。
2018年
安徽蕪湖白馬山水泥廠建成5萬噸/年水泥窯煙氣碳捕集純化項(xiàng)目。中科院過程所建成離子液體催化二氧化碳制備碳酸二甲酯萬噸級(jí)工業(yè)示范裝置。
2019年
科技部發(fā)布中國CCUS技術(shù)發(fā)展路線圖（2019版），強(qiáng)調(diào)CCUS技術(shù)是我國減少溫室氣體排放的重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備技術(shù)，提出我國2030、2040、2050年的CO?利用封存目標(biāo)分別為0.2、2.0、8.0億噸/年。
同年，華潤集團(tuán)在廣東海豐電廠建成2萬噸/年溶劑法和膜法碳捕集技術(shù)測(cè)試平臺(tái)，包鋼集團(tuán)在包頭落地建設(shè)10萬噸碳化法鋼鐵渣綜合利用項(xiàng)目，河南順成集團(tuán)簽約冰島碳循環(huán)國際公司推進(jìn)10萬噸級(jí)二氧化碳加氫制低碳甲醇項(xiàng)目。
2020年
9月22日，我國正式提出“力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)。我國關(guān)于CCUS的定位，已經(jīng)從碳減排儲(chǔ)備技術(shù)，變成了碳中和關(guān)鍵技術(shù)。政府開始將CCUS納入更高規(guī)格的頂層設(shè)計(jì)文件，企業(yè)開始積極規(guī)劃百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目。我國CCUS的發(fā)展由此步入擴(kuò)大示范與應(yīng)用的新階段。
同年，中科院大連化物所與蘭州新區(qū)石化合作，建成“10MW光伏發(fā)電+1,000Nm3/h電解水制氫+千噸級(jí)二氧化碳加氫制甲醇”裝置。
這一年，天津大學(xué)等單位在內(nèi)蒙古伊泰化工建成二氧化碳電解制備合成氣中試裝置。
2021年
國家能源集團(tuán)在陜西榆林錦界電廠建成15萬噸/年煙氣碳捕集示范項(xiàng)目，并完成168小時(shí)試運(yùn)，成為我國最大的煤電CCUS項(xiàng)目。
3月，國務(wù)院發(fā)布中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要，其中明確提出要開展CCUS重大項(xiàng)目示范。
4月，國家能源集團(tuán)泰州電廠50萬噸/年CCUS示范項(xiàng)目正式立項(xiàng)。該項(xiàng)目計(jì)劃于2023年建成，通過驅(qū)油、加氫制甲醇和食品級(jí)銷售實(shí)現(xiàn)CO?的100%消納。
7月，中國石化勝利油田百萬噸級(jí)CCUS全流程示范項(xiàng)目啟動(dòng)建設(shè)。該項(xiàng)目包括齊魯石化煤制氫裝置尾氣碳捕集和勝利油田二氧化碳驅(qū)油封存兩部分，已于2022年1月建成中交。
9月，中共中央國務(wù)院發(fā)布關(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。其中再次明確提出推進(jìn)規(guī)?；?/span>CCUS技術(shù)研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。同月，華能集團(tuán)甘肅隴東能源公司規(guī)劃建設(shè)150萬噸/年CCUS項(xiàng)目，并獲得慶陽市能源局投資項(xiàng)目備案。
2022年
1月，通源石油宣布，其與新疆阿克蘇庫車市人民政府簽署投資合作協(xié)議，擬在庫車市分三期投資建設(shè)百萬噸CCUS項(xiàng)目，其中一、二、三期分別為20、30、50萬噸，總投資規(guī)模約10億元。
2月，中國石油召開CCUS工作推進(jìn)會(huì)，提出組織推動(dòng)300萬噸CCUS規(guī)?；瘧?yīng)用示范工程建設(shè)，制定碳輸管網(wǎng)整體規(guī)劃。延長石油也啟動(dòng)了500萬噸/年CCUS工程總體規(guī)劃設(shè)計(jì)編制，擬將煤制甲醇產(chǎn)生的CO?經(jīng)捕集、提純、增壓后，經(jīng)管道輸送到周邊驅(qū)油。
3月，廣匯能源宣布，其在新疆哈密規(guī)劃的300萬噸/年CCUS項(xiàng)目已正式開工建設(shè)，首期建設(shè)10萬噸/年示范項(xiàng)目。
2023年
3月，陜煤集團(tuán)榆林化學(xué)公司400萬噸/年CCS示范項(xiàng)目40萬噸/年先導(dǎo)試驗(yàn)項(xiàng)目榆碳1井（勘探井）正式開鉆，標(biāo)志著目前擬建的全國最大CO?咸水層封存項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)質(zhì)性實(shí)施階段。
CCUS發(fā)展現(xiàn)狀
Development status of CCUS
全球示范工程
截至2022年9月，全球大型CCUS項(xiàng)目共計(jì)196個(gè)（捕集能力2.4億噸）。其中30個(gè)處于運(yùn)行階段，166個(gè)在規(guī)劃建設(shè)中，2個(gè)間歇運(yùn)行（位于美國）。
紅色為運(yùn)行中
黃色為早期開發(fā)，綠色為后期開發(fā)，藍(lán)色為在建
中國示范工程
2022年底，我國已投運(yùn)和規(guī)劃中的CCUS示范項(xiàng)目約有100個(gè)。其中半數(shù)以上項(xiàng)目已經(jīng)投運(yùn)（其中19個(gè)停運(yùn)或間歇運(yùn)行），具備捕集能力約400萬噸/年，注入能力約200萬噸/年。已投運(yùn)項(xiàng)目規(guī)模偏小，多數(shù)在50萬噸/年以下；規(guī)劃項(xiàng)目規(guī)模明顯增大。主要行業(yè)均有涉及，水泥、鋼鐵行業(yè)示范剛剛起步。
空間分布
圖片來源：中國21世紀(jì)議程管理中心
行業(yè)分布圖
圖片來源：中國21世紀(jì)議程管理中心
結(jié)語
CCUS技術(shù)是應(yīng)對(duì)氣候變化的一項(xiàng)重要措施，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，CCUS技術(shù)已經(jīng)從早期的試驗(yàn)和示范進(jìn)入到商業(yè)化應(yīng)用階段。各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界在CCUS技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展方面不斷探索和創(chuàng)新，共同推動(dòng)CCUS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
在未來，CCUS技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展仍然需要全球合作和創(chuàng)新，需要進(jìn)一步提高技術(shù)成熟度和降低成本，探索多樣化的應(yīng)用，同時(shí)關(guān)注社會(huì)公眾和環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)碳減排和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界仍要共同努力，推動(dòng)CCUS技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)做出積極貢獻(xiàn)。
電話：18191851990
