发布日期:2025-10-21
CCUS是二氧化碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage)的英文缩写。它是指通过技术手段将二氧化碳从工业排放源中分离捕集,然后通过运输至合适地点进行资源化利用或注入地下深处地质构造中实现长期封存的过程。
简答来说,CCUS就是把工业生产中产生的二氧化碳“抓”起来,然后要么想办法“用”起来,要么安全地“埋”起来。

这项技术主要包含三个核心环节:
1.捕集:从源头“抓”住二氧化碳
从电力、钢铁、水泥、化工等行业的工业排放源中分离出二氧化碳。主流的捕集技术包括化学吸收法、膜分离法等。
化学吸收法:利用胺液等化学溶剂与烟气中的CO₂选择性反应,然后在加热条件下将CO₂解吸出来,实现富集。这是当前最成熟、应用最广的技术。
物理吸附法:利用固体吸附材料(如分子筛)对CO₂进行吸附和脱附。
膜分离法:利用特殊薄膜对气体渗透性的差异,将CO₂从烟气中分离出来。
富氧燃烧:将燃烧空气中的氮气分离出去,用高纯度氧气和部分烟气(主要是CO₂)作为介质,使燃烧后烟气中的CO₂浓度高达80%以上,大大降低了捕集难度。
2.运输:将二氧化碳“送”到目的地
将捕集并压缩后的二氧化碳运送到利用或封存地点。运输方式主要有:
管道运输:最常用、最经济的大规模陆上运输方式。
船舶运输:适用于远距离、跨海运输,灵活性更高。
3.利用与封存:
利用:将二氧化碳作为资源,转化为有价值的产品。
地质利用:如驱油提高采收率,将CO₂注入枯竭的油田,既能帮助采出更多原油,又能将CO₂封存在地下。这是目前最成熟、最具经济性的利用方式。
化工利用:将CO₂作为原料,合成化工产品,如尿素、甲醇、可降解塑料等。
生物利用:利用微藻光合作用固定CO₂,生产生物燃料或高价值保健品。
矿化利用:用CO₂处理工业废料(如钢渣),生产建筑材料。
封存:将二氧化碳永久地封存在地下地质构造中。
咸水层封存:封存在深部地下咸水层中,封存潜力巨大。
枯竭油气藏封存:封存在已开采完毕的油气田中,地质结构明确,安全性高。

(图片来源:双碳数智化)
2020年9月碳达峰碳中和目标提出后,国家各部委和地方政府先后出台相关政策文件,对CCUS 技术研发、标准和融资等方面作出积极部署,逐步推动 CCUS 技术的研发和规模化应用。截至目前,我国已发布的CCUS 相关政策文件涵盖发展规划、技术标准、试验示范、技术目录等方面,CCUS 政策体系初具雏形。重点政策如下:

(图片来源:双碳数智化)
我国CCUS技术已从万吨级示范迈向百万吨级工业化应用:
1. 规模化项目取得突破
2025年9月,全球最大煤电CCUS示范工程——华能甘肃正宁电厂项目正式投运,年捕集量达150万吨,核心装备实现100%国产化。
项目采用全球首创"二塔合一"复合式吸收塔、国内首台八级超临界二氧化碳压缩机等创新技术。
2. 全产业链技术能力提升
捕集环节:国家能源集团泰州电厂50万吨/年碳捕集项目已稳定运行超700天。
利用环节:中国海油恩平15-1平台实现"以碳驱油、以油固碳"的海洋能源循环利用模式。
封存环节:我国首个海上二氧化碳封存项目累计封存量已突破1亿立方米。
3. 政策与金融支持加强
2025年7月,中国人民银行将CCUS全产业链纳入《绿色金融支持项目目录》,意味着CCUS项目将获得绿色信贷、绿色债券等多重金融工具支持。
当前 CCUS 相关政策逐步完善,示范项目持续推进,但CCUS 技术成本高、商业模式不明确等因素制约较突出,实现工业等领域广泛应用、大规模减碳仍面临一定挑战。
1.碳捕集技术项目规模效应不显著,仍处于成本曲线高点
碳捕集技术部署仍面临高昂初期成本投入挑战,已成为发展工业排放源捕集和直接空气捕集最具挑战难题,高成本主要来源于设备购置、运营维护及能源消耗,加之部分技术成熟度不足,尤其对于低浓度排放源(热电厂、水泥行业),碳捕集总成本大大高于其他行业。
2.碳捕集技术成本发展趋势还存在很大不确定性
关键不确定性影响因素包含技术进步速度、项目投融资成本、市场和基础设施完善程度、政策环境等。反过来,高成本与高不确定性又将进一步影响企业部署碳捕集技术积极性,从而制约CCUS大规模发展。
3.碳排放源复杂性导致碳捕集技术面临适配性挑战
我国可部署碳捕集技术碳排放源空间分布广且类型复杂,涵盖煤电、钢铁、水泥、化工等多个行业。各行业碳排放浓度和捕集需求差异显著,各项技术在成熟度、适用场景和成本效益方面各具特点,导致碳捕集技术在与碳汇的空间匹配性、成本效益性以及技术适配性等方面存在严峻挑战。
4.碳捕集技术尚未完全满足大规模、长期稳定运行需求
目前多数技术仍处于中间性试验或工业示范阶段,尽管许多碳捕集技术已经在实验或示范阶段取得了进展,但其长期运行中的系统稳定性、材料耐久性等关键指标安全性和可靠性仍然不足。缺乏长时间实地验证数据使得这些技术在实际部署中的风险难以准确评估,从而影响了大规模应用的推进速度。
5.下游领域亟需突破低成本大规模高附加值转化技术
将二氧化碳转化为高附加值化学品和液体燃料,既能创造经济效益,又能实现环境效益,近年来已成为技术研发的热点。但由于二氧化碳转化学性质和反应路径复杂,其转化利用依然面临挑战。为此,需优化二氧化碳转化利用路径,以及基于二氧化碳转开发有机酸、醇、酯等高附加值化学品定向转化新途径,对于提升其上游捕集环节经济价值具有重要意义。
6.相关标准与评估方法学体系不完善
目前,针对CCUS全过程的统一标准尚不完善,多数标准仍处于起草、征求意见或审批阶段。加之,地方标准和行业标准存在不统一,可能导致技术执行和评估标准在不同地区和项目间存在差异。此外,碳捕集项目的减排核算方法尚未形成统一的评估体系,缺乏对不同捕集技术效率的定量评估标准,存在碳减排量核算不准确、减排效益评估方法不一致等问题进而可能导致碳减排量双重计算或漏算。
CCUS技术正从示范走向产业化,供热行业作为高排放行业之一,我们供热人是否应该主动拥抱CCUS技术?CCUS技术能否帮助供热企业,提升供热能效的同时实现深度减排,推动供热行业绿色转型?这一议题值得探讨。