什么是CCUS？

碳捕集、利用与封存简称CCUS，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进行循环再利用或封存。其中，第一个步骤碳捕集是指将大型发电厂、钢铁厂、水泥厂等排放源产生的二氧化碳收集起来，并用各种方法储存，以避免其排放到大气中。二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)减排潜力大，是实现碳中和目标的重要手段之一。

碳捕集 是指将电力、钢铁、水泥等行业利用化石能源过程中产生的CO2进行分离和富集的过程，是CCUS系统耗能和成本产生的主要环节。CO2捕集技术可分为燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。适合捕集的排放源包括发电厂、钢铁厂、水泥厂、冶炼厂、化肥厂、合成燃料厂以及基于化石原料的制氢工厂等，其中化石燃料发电厂是CO2捕集最主要的排放源。

碳运输 是指将捕集的CO2运送到利用或封存地的过程，是捕集和封存、利用阶段间的必要连接。根据运输方式的不同，主要分为管道、船舶、公路槽车和铁路槽车运输四种。

碳利用 是指利用CO2的物理、化学或生物作用，在减少CO2排放的同时实现能源增产增效、矿产资源增采、化学品转化合成、生物农产品增产利用和消费品生产利用等，是具有附带经济效益的减排途径。根据学科领域的不同，可分为CO2地质利用、CO2化工利用和CO2生物利用三大类。

碳地质封存 是指通过工程技术手段将捕集的CO2封存于地质构造中，实现与大气长期隔绝但不产生附带经济效益的过程。按封存地质体及地理特点划分，主要包括陆上咸水层封存、海底咸水层封存、陆上枯竭油气田封存和海底枯竭油气田封存等方式。

长期以来，CCUS一直被认为是减少化石能发电和工业过程中二氧化碳排放的关键技术。CCUS技术是CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕获与封存）技术新的发展趋势, 与CCS相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。

二氧化碳的资源化利用技术有合成高纯一氧化碳、烟丝膨化、化肥生产、超临界二氧化碳萃取、饮料添加剂、食品保鲜和储存、焊接保护气、灭火器、粉煤输送、合成可降解塑料、改善盐碱水质、培养海藻、油田驱油等。其中合成可降解塑料和油田驱油技术产业化应用前景广阔。

不让资源放错位

化石能源燃烧后往往会产生大量二氧化碳，大气中二氧化碳的浓度上升，导致温室效应加剧，可能带来一系列气候异常事件和全球生态系统失衡。那么，为什么不将燃烧后产生的二氧化碳“捉住”，并将其“转移”到其他的应用场景中，从而实现“物以致用”呢？

我们“千辛万苦”收集到的二氧化碳应该“何去何从”？我们可以将收集到的二氧化碳进行资源化利用，如转化为化学品等。同时，还可以将二氧化碳压缩后深埋地下或者海底。实际上，人类活动（如化石燃料燃烧等）排放的大量碳一部分最终会进入海洋，因此将捕集后的碳深埋海底其实也是人类效仿自然碳循环中的一项。因为压缩后的液体二氧化碳密度比水大，因此将其放置海底后一般不会浮起。当然，这也并非是万无一失的，一旦遇到海啸等地壳强烈运动，二氧化碳则很可能重新被释放到空气中。

将温室气体二氧化碳转化为可以利用的“宝贝”

炎热的夏天，人们喜欢喝些汽水解暑，但可能很多人都不知道，碳酸饮料中充入的二氧化碳也许就源自碳捕集。对捕集后的碳进行纯化，当达到人体能够接收的范围后便可以用作食品级二氧化碳，并将其充入啤酒、饮料等中。二氧化碳的资源化利用方式有很多，例如有科研人员用捕集到的二氧化碳进行藻类养殖。植物光合作用需要二氧化碳，并且藻类繁殖快，光合作用效率高，因此二氧化碳的需求量也比较大。此外，在化工领域，二氧化碳还可以与氢发生化学反应，从而生成甲醇，甲烷等燃料或化学品。

政策建议

生态环境部《2021年中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告》指出，从实现碳中和目标的减排需求来看，依照现在的技术发展预测，2050年和2060年，需要通过CCUS技术实现的减排量分别为6～14亿吨和10～18亿吨二氧化碳。2060年生物质能碳捕集与封存（BECCS）和直接空气碳捕集与封存（DACCS）分别需要实现减排3～6亿吨和2～3亿吨二氧化碳。从我国源汇匹配的情况看，CCUS技术可提供的减排潜力基本可以满足实现碳中和目标的需求（6~21亿吨二氧化碳）。

报告显示，我国CCUS技术整体处于工业示范阶段，但现有示范项目规模较小。CCUS的技术成本是影响其大规模应用的重要因素，随着技术的发展，我国CCUS技术成本未来有较大下降空间。预期到2030年，我国全流程 CCUS（按250公里运输计）技术成本为310~770元/吨二氧化碳，到2060年，将逐步降至140~410元/吨二氧化碳。

为促进中国CCUS技术发展，更好支撑 “双碳” 目标实现，报告提出四项政策建议：一是明确面向碳中和目标的CCUS技术发展路径；二是完善CCUS政策支持与标准规范体系；三是规划布局CCUS基础设施建设；四是有序开展大规模CCUS示范与产业化集群建设。

全球气候变暖问题加剧，CCUS技术被看作是最具发展前景的解决方案之一。然而，这一技术目前最大困境在于成本太高。在碳捕集、利用与封存全流程中，捕集分离的成本占约70%。

碳中和涉及的面非常广，而CCUS无疑是碳中和领域的关键环节之一。高能耗导致的高成本是目前CCUS发展的瓶颈之一。能否利用可再生能源进行加热，从而降低其能耗，也是许多业内人士正探索的方向。想要实现“净零排放”目标，就需要将二氧化碳捕集利用效率提升上去。效率提上去，成本自然降下来。相信技术成熟后，规模化应用会使其成本大大降低。