引言
碳捕集、利用與封存（carbon capture、utilization and storage，CCUS）作為具有大規模減排潛力的技術，是實現碳中和目標不可或缺的重大技術，一直以來受到全球廣泛關注。作為當前仍舊以煤炭為主要消費能源的國家，在我國未來實現碳達峰與碳中和目標的進程中，CCUS 將發揮關鍵作用。科技創新和進步將是實現碳中和的核心驅動力，也是戰略目標實現的根本保障。把握國內外CCUS技術發展的特點和戰略布局，對于我國部署CCUS發展重點、確定發展方向和制定相關政策具有重要意義。
國際CCUS發展關鍵歷程
The development of International CCUS
1972年
世界上首個CO?驅油商業化項目由雪佛龍（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區塊建成投產。凱利辛德爾項目是CCUS實踐歷史的起點，具有劃時代意義，至今運行已經50年。
1990年
日本地球創新技術研究所（RITE）也開始布局碳捕集利用與封存技術研發。
1992年
政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布第一次氣候變化評估報告的補充報告，提出將“CO?的分離和地質或海洋處置”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）在碳稅政策驅動下，在北海地區建成規模為100萬噸/年的斯萊普內爾（Sleipner）碳捕集與封存項目。
2000年
美國國家地球物理學實驗室（NGPL）開始進行地下CO?封存試驗。
2005年
IPCC發布CO?捕集與封存特別報告，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?地質封存項目，進一步鞏固了挪威在CO?地質封存領域的領先地位。
同年，美國政府制定了CCS項目的稅收抵扣（45Q）政策，對實施CO?驅油和咸水層封存的項目分別給予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，對美國的發電廠、煉油廠、化工廠等能源密集型企業進行碳排放限量管理。澳大利亞發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項目。其CO?來自天然氣處理工廠，規模達到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）電廠建成全球首個大規模燃煤電廠煙氣CCS全流程項目。
同年，冰島碳循環國際公司（CRI）在斯瓦辛基（Svartsengi）建成4,000噸/年的CO?加氫制甲醇商業化裝置，其CO?來自工業過程、氫氣來自可再生電力水電解，創造了全球CO?化學利用技術的一個范例。
2015年
全球氣候治理取得里程碑式成果——巴黎協定獲得通過。
同年，美國政府發布清潔能源計劃以限制發電廠碳排放，環保署（EPA）還發布了關于地下注入控制項目的聲明，內容包括二類驅油井到六類封存井，為CCUS商業項目的推進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，同時建成阿爾伯達干線管道（ACTL），成為世界上容量最大CO?運輸基礎設施。
2016年
阿聯酋鋼鐵公司（Emirates Steel Industries）在阿布扎比（Abu Dhabi）建成全球首個鋼鐵行業大規模 CCUS全流程項目。
2018年
美國政府加大針對CCUS項目的45Q稅收抵扣力度，對實施CO?驅油和咸水層封存的項目分別給予35美元/噸和50美元/噸的稅收抵扣額度。
2019年
卡塔爾在一個大型液化天然氣工廠建成大規模CCUS設施，CO?捕集和專用地質封存規模達到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?利用的技術公司CarbonCure，以向建筑工地提供加入CO?的混凝土為主營業務。
2021年
埃克森美孚公司提出建設休斯頓CCUS超級樞紐的設想。該樞紐計劃從休斯頓航道的石化和工業設施中捕獲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）技術公司Climeworks與冰島地質封存公司Carbfix合作，在冰島西南部一個地熱電站附近建成世界上最大的DACCS項目（Orca項目），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?封存協議，用于評估和開發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?封存場地。
中國CCUS發展關鍵歷程
The development of CCUS in China
1963年
大慶油田率先開展了二氧化碳驅油實驗研究，相關結果顯示該技術有可能將采收率提升10個百分點。這離美國科學家申請世界上第一件二氧化碳驅油技術專利已經過去了13年。
1970年
我國從美國、荷蘭、法國、日本等國成批引進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
華北石油勘察設計院開始關注二氧化碳膜分離技術。此后，浙江大學、中科院大連化物所、天津大學等單位陸續開始關注和研究二氧化碳膜分離技術。
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油試驗區。此后，大慶油田先后對多個油層進行了非混相二氧化碳驅油先導性礦場試驗，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?氣藏資源優勢，在蘇88井開展了CO?單井吞吐試驗，累計注入二氧化碳116噸，提高原油采收率5％以上。
1995年
華中科技大學等單位率先啟動富氧燃燒基礎研究和技術開發，為后續開展富氧燃燒小試、中試研究打下基礎。
2003年
中國石油大慶油田建成20萬噸/年二氧化碳驅油示范項目，從徐深氣田天然氣凈化廠分離二氧化碳并送往兩個區塊進行驅油試驗。
2004年
中國海油中聯煤層氣公司在山西沁水建成二氧化碳驅替煤層氣試驗項目，總計注入二氧化碳1,000噸。該項目被認為是我國第一個CCUS相關的示范項目。
2005年
中國石化華東分公司在江蘇東臺建成10萬噸/年CCUS全流程示范項目，從化工廠捕集二氧化碳并送往華東油氣田多個區塊進行驅油試驗。
2006年
國務院發布《國家中長期科學和技術發 展規劃綱要（2006－2020年）》。碳捕集、利用與封存技 術（CCUS）被《規劃綱要》列為前沿技術之一。
同年起，我國通過國家自然科學基金、863計劃等支持的CCUS相關項目逐漸增加，到十一五期末達到40余項。
2007年
國務院發布《中國應對氣候變化國家方案》，同年，科技部聯合國家發改委、外交部等14個部門聯合發布《中國應對氣候變化科技專項行動》，均將發展 CCUS 列入溫室氣體減排的重點領域。
2008年
中國石油吉林油田建成我國第一個二氧化碳捕集與驅油示范項目。
2009年
華能集團在上海石洞口第二電廠建成12萬噸/年煙氣CO?捕集裝置，成為當時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調查局開展了全國CO?地質儲存潛力評估工作。
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，新奧集團在內蒙古達拉特旗建成微藻固碳示范項目，將煤化工尾氣中的二氧化碳吸收后，制取生物柴油和生產飼料，處理量達到2萬噸/年。
2011年
國家能源集團（原神華集團）在內蒙古鄂爾多斯建成亞洲首個二氧化碳捕集與深部咸水層封存全流程示范項目。
同年，科學部會同國家發改委、財政部、教育部、中國科學院、中國工程院、國家自然科學基 金委員會、中國科協、國家國防科技工業局等有關單位，聯合發布了《國家“十二五”科學和技術發展規劃》。《規劃》中兩次提出加強 CCUS 技術研發，包括將 CCUS 技術作為培育和發展節能環保戰略性新興產業的重要技術之一，以及作為支撐可持續發展、有效應對氣候變化的技術措施。
2012年
國家能源集團（原國電集團）建成天津北塘電廠煙氣CO?捕集示范項目，年捕集量2萬噸/年，捕集后的二氧化碳用于食品行業。
2013年
中科院山西煤化所開展了二氧化碳工業廢氣加氫合成甲醇高效催化劑和關鍵設備的研發。華能集團建成中國首個燃氣煙氣碳捕集試驗裝置，規模為1,000噸/年。延長石油在陜西榆林建成5萬噸/年CCUS示范項目，從榆林煤炭化學公司氣化廠捕集二氧化碳，并送往靖邊油田開展驅油試驗。
2014年
華中科技大學在湖北應城建成35MW富氧燃燒示范裝置，捕集規模為10萬噸/年，是世界上最大的富氧燃燒裝置之一。
2015年
華能集團在天津濱海新區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油示范項目，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油示范項目。
2016年
國務院印發十三五控制溫室氣體排放工作方案，提出開展CCUS試點示范。環境保護部發布CCUS環境風險評估技術指南（試行），提出環境風險防范和應急措施要求。國家重點研發計劃開始實施，并在后續三年資助了14項CCUS相關研究。
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目。中國石油長慶油田建成5萬噸/年二氧化碳捕集與驅油示范項目，從寧煤甲醇廠捕集二氧化碳，送往陜西定邊姬塬油區進行驅油利用。中國科學院上海高等研究院與山西潞安集團合作，建成全球首套萬方級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工業示范裝置。
2019年
科技部發布中國CCUS技術發展路線圖（2019版），強調CCUS技術是我國減少溫室氣體排放的重要戰略儲備技術，提出我國2030、2040、2050年的CO?利用封存目標分別為0.2、2.0、8.0億噸/年。
同年，華潤集團在廣東海豐電廠建成2萬噸/年溶劑法和膜法碳捕集技術測試平臺，包鋼集團在包頭落地建設10萬噸碳化法鋼鐵渣綜合利用項目，河南順成集團簽約冰島碳循環國際公司推進10萬噸級二氧化碳加氫制低碳甲醇項目。
2020年
9月22日，我國正式提出“力爭在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”的目標。我國關于CCUS的定位，已經從碳減排儲備技術，變成了碳中和關鍵技術。政府開始將CCUS納入更高規格的頂層設計文件，企業開始積極規劃百萬噸級CCUS項目。我國CCUS的發展由此步入擴大示范與應用的新階段。
同年，中科院大連化物所與蘭州新區石化合作，建成“10MW光伏發電+1,000Nm3/h電解水制氫+千噸級二氧化碳加氫制甲醇”裝置。
這一年，天津大學等單位在內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
國家能源集團在陜西榆林錦界電廠建成15萬噸/年煙氣碳捕集示范項目，并完成168小時試運，成為我國最大的煤電CCUS項目。
3月，國務院發布中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要，其中明確提出要開展CCUS重大項目示范。
4月，國家能源集團泰州電廠50萬噸/年CCUS示范項目正式立項。該項目計劃于2023年建成，通過驅油、加氫制甲醇和食品級銷售實現CO?的100%消納。
7月，中國石化勝利油田百萬噸級CCUS全流程示范項目啟動建設。該項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油封存兩部分，已于2022年1月建成中交。
9月，中共中央國務院發布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。其中再次明確提出推進規模化CCUS技術研發、示范和產業化應用。同月，華能集團甘肅隴東能源公司規劃建設150萬噸/年CCUS項目，并獲得慶陽市能源局投資項目備案。
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議，擬在庫車市分三期投資建設百萬噸CCUS項目，其中一、二、三期分別為20、30、50萬噸，總投資規模約10億元。
2月，中國石油召開CCUS工作推進會，提出組織推動300萬噸CCUS規模化應用示范工程建設，制定碳輸管網整體規劃。延長石油也啟動了500萬噸/年CCUS工程總體規劃設計編制，擬將煤制甲醇產生的CO?經捕集、提純、增壓后，經管道輸送到周邊驅油。
3月，廣匯能源宣布，其在新疆哈密規劃的300萬噸/年CCUS項目已正式開工建設，首期建設10萬噸/年示范項目。
2023年
3月，陜煤集團榆林化學公司400萬噸/年CCS示范項目40萬噸/年先導試驗項目榆碳1井（勘探井）正式開鉆，標志著目前擬建的全國最大CO?咸水層封存項目進入實質性實施階段。
CCUS發展現狀
Development status of CCUS
全球示范工程
截至2022年9月，全球大型CCUS項目共計196個（捕集能力2.4億噸）。其中30個處于運行階段，166個在規劃建設中，2個間歇運行（位于美國）。
紅色為運行中
黃色為早期開發，綠色為后期開發，藍色為在建
中國示范工程
2022年底，我國已投運和規劃中的CCUS示范項目約有100個。其中半數以上項目已經投運（其中19個停運或間歇運行），具備捕集能力約400萬噸/年，注入能力約200萬噸/年。已投運項目規模偏小，多數在50萬噸/年以下；規劃項目規模明顯增大。主要行業均有涉及，水泥、鋼鐵行業示范剛剛起步。
空間分布
圖片來源：中國21世紀議程管理中心
行業分布圖
圖片來源：中國21世紀議程管理中心
結語
CCUS技術是應對氣候變化的一項重要措施，經過數十年的發展，CCUS技術已經從早期的試驗和示范進入到商業化應用階段。各國政府、企業和學術界在CCUS技術的應用和發展方面不斷探索和創新，共同推動CCUS技術的發展和應用。
在未來，CCUS技術的應用和發展仍然需要全球合作和創新，需要進一步提高技術成熟度和降低成本，探索多樣化的應用，同時關注社會公眾和環境影響，實現碳減排和可持續發展的目標。各國政府、企業和學術界仍要共同努力，推動CCUS技術的應用和發展，為實現全球碳中和目標做出積極貢獻。
電話：18191851990
