•在全球追求減排與應對氣候變化的背景下，碳捕集、利用與儲存（CCUS）技術的重要性日益凸顯。國際能源署（IEA）發布的最新數據顯示

，2023年nian全quan球qiu碳tan捕bu集ji的de能neng力li主zhu要yao集ji中zhong在zai美mei國guo和he中zhong國guo這zhe兩liang個ge國guo家jia。美mei國guo以yi絕jue對dui的de碳tan捕bu集ji總zong量liang居ju全quan球qiu首shou位wei，而er中zhong國guo則ze在zai增zeng量liang方fang麵mian表biao現xian突tu出chu，成cheng為wei全quan球qiu增zeng速su最zui快kuai的de碳tan捕bu集ji國guo。

　　•近年來，我國在碳捕集技術方麵發展迅速，形成了碳捕集、liyongyufengcunquanliuchengjishutixi，bingkaizhanledaliangshifanyingyong。zaikandaojieduanchengguoyujiyudetongshi，yeyingkandaowentiyutiaozhan。muqianwoguotuidongtanbujijishushenrufazhanmianlinjishucengmian、經濟層麵、政策和法規層麵、社會認知和人才層麵4個層麵的挑戰。

　　•在全球應對氣候變化的大背景下，碳捕集技術作為實現碳中和目標的重要手段之一，在中國正迎來前所未有的發展機遇。在技術創新、產業發展、政策支持和國際合作的共同推動下，碳捕集技術將為實現碳中和目標發揮重要作用，為構建綠色低碳的美好未來奠定堅實基礎。

　　碳捕集技術是鋼鐵行業長期減排和深度降碳的關鍵技術之一，對人類應對氣候變化和實現碳中和目標具有重要意義。2024二氧化碳捕集
、利用與封存（CCUS）國際會議近日在北京舉辦，二氧化碳捕集、利用
、封存等方麵的發展動態和技術難題再次成為關注的焦點。國際能源署預測，要實現2050年全球淨零排放，僅依靠減少化石燃料使用是不夠的。預計每年需要移除至少10億公噸的二氧化碳，CCUSjishubeipubianrenweishishixianzheyimubiaodebiyaocuoshi。zheyijishudehexinzaiyutongguoyixiliefangfa，jiangeryanghuatanconggongyepaifangyuanzhongbuhuo，bingjinxinganquanchucunhuozailiyong。suizheqihoubianhuajiaju，quanqiuduitanbujijishudexuqiubuduanpansheng。

　　本文整理碳捕集技術主要海外應用案例、國內發展現狀及麵臨的問題與挑戰
，並對未來發展做出簡要展望。

　　在全球追求減排與應對氣候變化的背景下
，碳捕集、利用與儲存技術的重要性日益凸顯。國際能源署發布的最新數據顯示，2023年nian，全quan球qiu碳tan捕bu集ji的de能neng力li主zhu要yao集ji中zhong在zai美mei國guo和he中zhong國guo這zhe兩liang個ge國guo家jia。美mei國guo以yi絕jue對dui的de碳tan捕bu集ji總zong量liang居ju全quan球qiu首shou位wei，而er中zhong國guo則ze在zai增zeng量liang方fang麵mian表biao現xian突tu出chu，成cheng為wei全quan球qiu增zeng速su最zui快kuai的de碳tan捕bu集ji國guo。

　　2023年
，全球的碳捕集與存儲能力達到5500萬噸，其中美國和巴西占據了60%的市場份額。盡管巴西的碳捕集能力主要來源於1座zuo工gong廠chang，但dan美mei國guo憑ping借jie其qi多duo樣yang化hua的de獨du立li設she施shi，展zhan現xian出chu其qi在zai碳tan捕bu集ji技ji術shu方fang麵mian的de強qiang大da實shi力li。具ju體ti而er言yan，美mei國guo的de多duo座zuo發fa電dian廠chang運yun用yong燃ran燒shao後hou捕bu集ji技ji術shu，極ji大da地di提ti高gao了le其qi碳tan捕bu集ji能neng力li。美mei國guo在zai碳tan捕bu集ji與yu封feng存cun領ling域yu投tou入ru較jiao大da
，或huo將jiang成cheng為wei碳tan捕bu集ji與yu儲chu存cun這zhe項xiang新xin生sheng技ji術shu的de重zhong要yao試shi驗yan場chang。相xiang關guan數shu據ju顯xian示shi，2020年，全球CCUS產能規模因加拿大某二氧化碳項目投運明顯擴大，而美國已運行和規劃中的碳捕集項目數量也較多，目前已有24個，其和加拿大正在發展的項目主要都是利用所捕集的碳恢複石油開采活動。於2017年啟動
、2020年關停的佩特拉諾瓦（Petranova）項目曾是美國唯一的煤電廠碳捕集項目，每年可以捕集140萬噸二氧化碳並運輸到油田加以利用。2023年，美國西北大學研究的“濕度擺動”技術
，利用一係列離子在低濕度時捕集二氧化碳、zaigaoshidushishifangeryanghuatan，weizhijiekongqibujitigongleyizhongbichuantongjishugengjienengdetanbujifangfa。zhezhongfangfajiehelechuangxindedonglixuefangfaheduozhonglizi
，jihukeyicongrenhedifangquchutan。tongnian，meiguoxibeidaxuedekeyanrenyuanzaishifazaishengtanbujidejichushang，haitichule5種新型陰離子（正矽酸鹽、硼酸鹽
、焦磷酸鹽

、三聚磷酸鹽和二堿性磷酸鹽）
，將這些陰離子引入離子交換膜時，可實現在幹燥條件下捕集二氧化碳
，在潮濕條件下也可以釋放二氧化碳。

　　加拿大政府計劃為CCUS項目及用於生產低碳能源的設備支付補貼，以推動相關技術的發展。其中

，2014年運行至今的邊界大壩能源（Boundary Dam Power）項目每年能夠捕集約100萬噸二氧化碳
，捕集率較高，對減少發電廠的碳排放具有重要意義；2015年運行的Quest項目將原油製氫過程產生的二氧化碳注入鹹水層封存
，是加拿大在碳封存領域的重要實踐
，為減少工業碳排放提供了可行的解決方案。

　　英國製定了相關政策推動碳捕集技術發展，比如設立了碳捕集與封存技術基礎設施基金。英國國家CCUSyanjiuzhongxinzhiliyutigaogongyeshengchanzhongeryanghuatandebujilv，zhengxunqiuconggongyeshengchanzhongbujidaliangdeeryanghuatan，bingnulijianggongyeshengchanzhongeryanghuatandebujilvtigaozhi95%或更高。2021年
，英國境內運行的塔塔鋼鐵碳捕集示範項目每年可以捕集4萬噸二氧化碳，約占當地燃氣電站總排放量的11%。

　　澳大利亞擁有多個碳捕集與封存項目，比如“碳網”計劃

，計劃每年在澳大利亞東南沿海的巴斯海峽封存500萬噸二氧化碳
，預計到2030年投入使用。皇家墨爾本理工大學2019年公布的室溫轉化固態碳技術利用液態金屬做催化劑，首次實現在室溫下將空氣中的二氧化碳持續有效轉變成固體碳。預計到2030年投入使用（目前處於規劃和推進階段）的“碳網”計劃（CarbonNet）將在澳大利亞東南沿海的巴斯海峽進行，每年預計封存500萬噸二氧化碳。

　　日本基於異佛爾酮二胺（IPDA）的碳捕集技術由日本東京都立大學科研團隊發現
，相關論文於2022年發表在《環境》（《ACS Environmental Au》）期刊，其可直接從環境中捕集二氧化碳，能夠去除超過99%濃度為400ppm（約為大氣中的濃度水平）的二氧化碳，效率至少是現階段其他直接空氣捕集（DAC）係統的兩倍。其反應產物以固體形式從溶液中轉化出來，避免了產物在液相中積累導致反應速度降低的問題。2023年4月份，巴斯夫及其工程夥伴日揮株式會社共同開發的高壓再生二氧化碳捕集技術——HiPACT®技術，是日本首個以當地天然氣生產藍氫和藍氨的示範項目，氫氣生產設施預計於2025年投產。2019年，日本CCUStiaozhagongsizaibeihaidaoshanxiaomushifujinhaidijinxingleeryanghuatanhaidifengcunshiyan
，jiangbeihaidaoyichulianyouchangpaifangdeeryanghuatanyasuohoufengcundaohaidi，muqianyifengcunle30萬噸二氧化碳。

　　挪威2021年發布的由挪威工業技術研究院（SINTEF）主持研發的SARC CO2捕集技術采用真空熱泵技術
，僅需電力無需燃燒
，相比目前最經濟的碳捕集方法成本降低約12.5％，並且使水泥、化肥等工廠的碳捕集技術改造更加容易。

　　近年來，我國在碳捕集技術方麵發展迅速，形成了碳捕集
、利用與封存全流程技術體係，並開展了大量示範應用。截至2024年8月底，中國已投運CCUS項目67個，統計到的碳捕集產能約700萬噸二氧化碳/年。2021年

，CCUS技術首次被寫入中國經濟社會發展綱領性文件，且政策重點支持CCUS技術研發與示範，涉及技術標準、投融資方麵的政策條款逐漸增多。其中，2024年投產的全國首套萬噸級燃煤電廠二氧化碳捕集與炭化利用全流程耦合示範項目（浙江蘭溪）每年捕集利用的二氧化碳量相當於1.5萬畝森林每年的固碳量。該項目研發出了高效率
、低能耗的碳捕集材料，平均碳捕集率高於90%，二氧化碳純度高達99%。

　　從技術發展角度來看，一方麵，我國擁有多種技術研發和試點項目，如化學吸收法、物理吸附法
、膜分離法等技術均有一定的研究和試點項目
，一些技術已經進入到工業示範階段（如固體吸附），部分技術（膜分離
、化學鏈燃燒和直接空氣捕集技術）處於中試階段；另ling一yi方fang麵mian，在zai一yi些xie大da型xing能neng源yuan企qi業ye和he工gong業ye領ling域yu
，我wo國guo已yi經jing實shi施shi了le碳tan捕bu集ji工gong程cheng，例li如ru在zai石shi油you領ling域yu就jiu有you利li用yong二er氧yang化hua碳tan驅qu油you提ti高gao采cai收shou率lv同tong時shi實shi現xian封feng存cun的de項xiang目mu。同tong時shi，高gao校xiao、keyanjigouheqiyeduitanbujijishudeyanfatouruzaijiada
，bingkaizhanleyixieguojijianhezuohejiaoliu。congzhengcezhichijiaodulaikan
，guojiacaiquleyixiliezhengce，gulifazhantanbujidengjishu。yixiediquhexingyedeguihuazhong，duiCCUS項目的布局和發展有所提及。圍繞碳捕集，我國開始形成包括技術研發、裝備製造


、工程設計、項目運營等環節的產業鏈。

　　事物發展如硬幣兩麵
，在帶來機遇的同時
，也伴隨著問題與挑戰。具體來看
，目前我國推動碳捕集技術深入發展麵臨4個層麵的挑戰。

　　一(yi)是(shi)技(ji)術(shu)層(ceng)麵(mian)。首(shou)先(xian)
，能(neng)耗(hao)和(he)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)
，捕(bu)集(ji)過(guo)程(cheng)需(xu)要(yao)消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)能(neng)源(yuan)，導(dao)致(zhi)整(zheng)體(ti)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，目(mu)前(qian)僅(jin)在(zai)少(shao)量(liang)場(chang)景(jing)下(xia)具(ju)備(bei)經(jing)濟(ji)可(ke)行(xing)性(xing)。其(qi)次(ci)，技(ji)術(shu)成(cheng)熟(shu)度(du)有(you)待(dai)提(ti)升(sheng)，多(duo)數(shu)捕(bu)集(ji)技(ji)術(shu)處(chu)於(yu)中(zhong)試(shi)或(huo)工(gong)業(ye)示(shi)範(fan)階(jie)段(duan)，還(hai)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)滿(man)足(zu)大(da)規(gui)模(mo)、長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)要(yao)求(qiu)，比(bi)如(ru)膜(mo)分(fen)離(li)等(deng)技(ji)術(shu)還(hai)需(xu)要(yao)進(jin)一(yi)步(bu)改(gai)進(jin)以(yi)提(ti)升(sheng)性(xing)能(neng)。再(zai)次(ci)，缺(que)乏(fa)多(duo)汙(wu)染(ran)物(wu)協(xie)同(tong)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)
，在(zai)捕(bu)集(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)，對(dui)伴(ban)生(sheng)的(de)其(qi)他(ta)汙(wu)染(ran)物(wu)如(ru)氮(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)、硫氧化物等協同處理技術不成熟。最後，長期安全性和可靠性數據缺乏，對於碳捕集係統長期運行下的設備穩定性
、材料耐久性等方麵缺乏足夠長時間驗證的數據。

　　二是經濟層麵。一方麵，投資回報周期長導致社會資本參與積極性不高
，僅靠大型國有企業和政府推動難以快速發展；lingyifangmian，chengbenfendanjizhibuwanshan，chanyelianshanggehuanjiechengbenfendanbumingque
，nanyixingchenghelidejiagetixi。tongshi，shichangjizhibujianquan
，tanjiaoyishichangshangbuwanshan，tanbujixiangmunanyicongtanjiaoyizhonghuodezugoudejiliheshouyi。

　　三是政策和法規層麵。盡管有政策引導，但是對於碳捕集實質性的補貼、稅收優惠等激勵政策力度和覆蓋範圍有限。同時，在項目布局
、技術規範、安全環保等方麵缺乏全國統一的規劃和標準體係。對二氧化碳運輸、封存等環節的監管法規不健全，存在一定環境風險和安全隱患。

　　四是社會認知和人才層麵。一方麵，社會大眾對碳捕集的意義、安全性等理解不夠，容易導致項目落地時麵臨社會阻力

；另一方麵，從研發到工程應用等環節的專業人才儲備不足，製約行業快速發展。

　　zaiquanqiuyingduiqihoubianhuadedabeijingxia，tanbujijishuzuoweishixiantanzhonghemubiaodezhongyaoshouduanzhiyi，zaizhongguozhengyinglaiqiansuoweiyoudefazhanjiyu。weilai，zhongguodetanbujilingyuyouwangzaiyixiajigefangmianqudexianzhujinzhan：

　　一是技術創新與突破。隨著科研投入的不斷加大，我國預計在碳捕集材料和工藝方麵取得創新性成果。其中，新型吸附劑
、膜材料和化學溶劑的研發將進一步提高碳捕集的效率和選擇性，降低成本；先進的捕集技術，如生物捕集、電化學捕集等有望從實驗室走向工業應用，為碳捕集提供更多元化的選擇；智能化技術將在碳捕集過程中得到廣泛應用，通過大數據分析、人工智能優化等手段，實現捕集過程的精準控製和高效運行。

　　二是產業規模與協同發展。碳捕集產業鏈將逐漸完善
，形成從材料研發
、設備製造到工程設計、運營維護的完整產業體係。同時，大規模的碳捕集項目將不斷湧現
，推動產業規模迅速擴大。碳捕集將與其他減排技術
，如可再生能源、能(neng)源(yuan)存(cun)儲(chu)等(deng)深(shen)度(du)融(rong)合(he)，形(xing)成(cheng)協(xie)同(tong)減(jian)排(pai)的(de)綜(zong)合(he)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。例(li)如(ru)，將(jiang)捕(bu)集(ji)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)用(yong)於(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)儲(chu)存(cun)和(he)轉(zhuan)化(hua)，提(ti)高(gao)能(neng)源(yuan)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv)。此(ci)外(wai)，預(yu)計(ji)跨(kua)行(xing)業(ye)合(he)作(zuo)將(jiang)日(ri)益(yi)頻(pin)繁(fan)，能(neng)源(yuan)
、化工、鋼鐵等碳排放重點行業將與環保企業、科研機構緊密合作，共同推動碳捕集技術應用和推廣。

　　三是政策支持與市場機製。預計政府繼續出台更加完善的政策法規

，為碳捕集產業發展提供有力的政策支持和引導，包括財政補貼
、稅收優惠、tanpaifangquanjiaoyizhidudeyouhuadeng，jiliqiyejijikaizhantanbujixiangmu。tongshi
，suizhequanguotanpaifangquanjiaoyishichangbuduanchengshu，tanbujisuochanshengdejianpailiangyouwangzaishichangshanghuodegenggaodejiazhirenke，weiqiyedailaijingjixiaoyi
，jinyibucujintanbujijishudetuiguangyingyong。

　　四是國際合作與交流。中國將在碳捕集領域加強國際合作，積極參與國際科研項目和技術交流活動

，通過“一帶一路”倡議等平台

，推動碳捕集技術在沿線國家的應用和推廣，共同應對全球氣候變化挑戰，提升中國在全球氣候治理中的影響力。

　　《中國冶金報》（2024年11月01日 02版二版）