首個100萬噸級碳捕集利用與封存(CCUS)項目已經投產、300萬噸級CCUS項目正在規劃建設、1000萬噸級海上封存項目正在做相關預可行性研究……“雙碳”目標提出以來，我國CCUS技術正在快速發展，不僅在規模上不斷擴大，項目數量上也有了大幅提升。據中國21世紀議程管理中心不完全統計，截至今年7月，我國現有規劃和運行中的CCUS項目數量近100個，是去年同期的2倍。

CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage)是碳捕集利用與封存英文首字母的縮寫，指的是將二氧化碳從工業、能源生產等排放源或空氣中捕集分離，并加以利用或輸送到適宜的場地封存，最終實現二氧化碳的減排。所以，CCUS技術包括捕集、輸送、利用及封存多個環節，可助力全球及我國碳中和目標實現，保障我國能源安全，推進生態文明建設及可持續發展。

將放錯位置的碳資源利用起來

二氧化碳捕集技術最先興起于20世紀20年代，在天然氣商業化利用過程中，用來分離甲烷中的二氧化碳以提高天然氣的純度。此后，學術界開始對二氧化碳作為驅動介質進行“驅油”的理論和實驗研究。1972年，世界首個利用二氧化碳驅油的商業項目在美國得克薩斯州開啟正式運行。

到20世紀80年代，科學家提出將二氧化碳封存于天然氣藏、咸水層等地質結構的設想。2005年政府間氣候變化專門委員會(IPCC)、2009年歐盟相繼提出并定義了碳捕集封存(CCS)的概念：將二氧化碳從工業或相關能源產業的排放源中分離出來，輸送并封存在地質構造中，以實現二氧化碳與大氣長期隔絕。

我國的CCS技術雖然起步較晚，但是結合本國國情提出了CCUS的概念，增加了對二氧化碳資源化利用的相關表述?！芭cCCS相比，U的加入意義重大?！敝袊?1世紀議程管理中心社會事業處處長張賢在接受科技日報記者采訪時表示，我國沒有將二氧化碳的利用與封存對立起來，而是將利用技術看作是延展CCS產業鏈的“連通器”，將放錯位置的碳資源有效利用起來。

對于中國而言，二氧化碳的利用尤為重要。中國正處于工業化建設進程中，全球一半以上的工業生產都在中國，鋼鐵、水泥、大型化學品的生產占全球50%以上。張賢表示，我國工業領域的深度減排和零碳工藝流程重塑，需要大幅減少化石原料和燃料的使用，把二氧化碳循環利用起來，特別是將二氧化碳由原來的溫室氣體變為有價值的可交換資源，為工業生產提供“綠色碳元素”，對中國工藝流程的系統性變革意義非常重大。

此外，中國的化石能源資源稟賦是“富煤、貧油、少氣”，這決定了當前和今后很長一段時期內，煤炭在我國能源結構中的主導地位?！澳壳拔覈鴱娜济弘姀S排放的二氧化碳量占總排放量的40%左右，未來煤基能源的低碳高效利用是保障中國能源安全及實現碳中和目標的關鍵所在。”張賢表示，燃煤電廠通過CCUS技術改造，可以在保證能源安全的同時發揮巨大的減排潛力，促進中國綠色低碳發展。

氣候治理和“雙碳”目標實現的重要保障

中國是二氧化碳排放大國，且未來二氧化碳排放量還將進一步增長，因而面臨巨大的減排壓力。

在張賢看來，CCUS技術是中國減少二氧化碳排放，實現碳中和目標的技術組合中不可或缺的構成部分。

2016年，《巴黎協定》正式生效，其主要目標是控制全球平均氣溫不高于工業化前水平2攝氏度，并努力控制在1.5攝氏度之內。張賢告訴科技日報記者，就技術支撐而言，CCUS是唯一能夠在發電和工業過程中實現化石燃料利用近零排放的解決方案，也是實現2攝氏度溫升控制目標的關鍵技術。

2019年科技部社會發展科技司和中國21世紀議程管理中心發布《中國碳捕集、利用與封存(CCUS)技術發展路線圖研究》，預測CCUS技術有望在2030年后在構建形成的化石能源與可再生能源協同互補的多元供能體系中發揮重要作用，屆時其年利用封存能力將達到每年2000萬噸二氧化碳，到2050年將達到每年8億噸二氧化碳。

當前，CCUS技術體系龐雜，各環節根據其原理差異還可進一步細分。只二氧化碳的燃燒后捕集技術就可通過吸收、吸附、膜分離、低溫分餾、富氧燃燒等技術來實現，而二氧化碳的利用則根據工程技術手段的不同，分為地質利用、化工利用、生物利用等。作為制定路線圖的主要參與者，張賢表示，近兩年CCUS技術更新速度很快，“2020年‘雙碳’目標提出之后，CCUS又有了更多發展空間，難度更大但更為靈活的空氣直接捕集等新型負碳技術也有了新突破?！?/p>

到2050年，在我國的能源結構中，化石能源仍將扮演重要角色。張賢認為，采用CCUS與火電結合可實現火電行業的近零排放，特別是碳捕集封存與生物質耦合技術(BECCS)可實現負碳排放，是在強減排條件下實現碳中和目標的重要選擇。

當前，CCUS技術仍然處于示范階段，技術成熟度低、經濟性不高、商業模式缺失制約著CCUS產業化的進程。中國CCUS技術發展2019版路線圖預測，到本世紀中葉，CCUS技術的能耗和成本問題將得到根本改善，不僅可以推動化石能源高效低碳利用，空氣直接捕集技術和BECCS甚至可以實現負排放。（記者 何亮）