碳捕集技术（CCUS）.docx

《碳捕集技术（CCUS）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳捕集技术（CCUS）.docx（94页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、碳捕集技术(CCUS)基本概念定义碳捕集、利用与封存(CarbonCapture,UtilizationandStorage,简称CCUS)是指将C02从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加以利用或注入地层以实现C02永久减排的过程。按照技术流程，CCUS主要分为碳捕集、碳运输、碳利用、碳封存等环节。其中，碳捕集主要方式包括燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧等；碳运输是将捕集的C02通过管道、船舶等方式运输到指定地点；碳利用是指通过工程技术手段将捕集的C02实现资源化利用的过程,利用方式包括矿物碳化、物理利用、化学利用和生物利用等；碳封存是通过一定技术手段将捕集的C02注入深部地质储层，使

2、其与大气长期隔绝，封存方式主要包括地质封存和海洋封存。CCUS的部分环节图示CCUS技术流程碳捕集碳运输碳封存及利用传统CCUS:燃烧前痛集、燃烧后捕集、离氢燃烧技术BECCS:捕集生物质燃烧或转化过程中产生的CO2DACCS:直接从大气中捕集9恩船帕运输该罐车运输管道运输封存：地质封存、海洋封存利用：旷物碳化、物理利用、化学利用、生物利用出科弟源：36氟研究院树B公开资!记理知乎清杂爰化石燃料电厂1：业过程生物质利用过程直接空C捕集CO：运输COM放源地质利用化学利用生物利用CCUS技术示意图二氧化碳再利用公司们正在将温室气体转化为许多产品C一些产品可以将二氧化碳锁定数十年,而另一些产品只是

3、短期解决方案,气体很快又进入大气。来源部分产品中的二氧化碳来自火力发电厂。另一部分则直接或间接地（通过植物捕获）来自大气。来自工业和发电厂的气体排放来自大气捕获通过各种方式从废气流或从大气中辅获二氯化碳C微藻培养化学碳捕获直接空气捕获树和植物（注D合成一、（CO 和 Hz）再利用用二氧化嵯制成不同产品C微生物发解催化剂辅助电化学或化学转化注入建筑物材料（矿化）直接使用（不转化）聚合物（多元算）i/、八八八八八增加温室中的温室气体浓度以提高植物产劭注入地下以帮助采油生命周期二氧化碳可以在再利用的产品中被“锁住”多久？数十年数日至数年数月至数十年建筑物材料（混凝土）数年至数世纪数月至数世纪化学原料

4、（甲薛，甲酸）（注1）一些长件与可以兴化为燃料（注2）将二氧化碳化学“化为然科或化学源14通常需爱来自工业FPa电帮方竽臬nature碳捕集与利用技术概览三lt5三2019年,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)给出：我们必须将全球变暖限制在1.5。C之内。L5。C的气候变化控制目标不仅仅是学界和联合国的认知，更受到了各国政府的肯定。巴黎协定是由全世界178个缔约方共同签署，其明确指出各缔约国的长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度努力限制在1.5摄氏度以内。随后，全球各大主要经济体纷纷提出了自己的二氧化碳排放控制战略，我国也在去年提出了“3060碳中和、碳达峰战略。碳排放主要分

5、为煤化工、制氢等高浓度排放和石油化工、炼钢、燃煤、燃气等中低浓度排放。CCUS是目前实现大规模温室气体减排的重要技术手段。短期内，我国以石油、煤炭等化石能源为主的能源结构难以改变，发展CCUS可促进化石能源的高效利用，加快传统高排放行业的转型发展，对我国实现双碳战略目标具有重要意义。超长发展期PMH-2012）45中国工业化进程与原煤产量关系图然而，仅仅依靠提升能源利用效率、增加新能源装机比例等减碳措施,是无法达到巴黎协定所指定的1.5摄氏度温度控制目标的。正A（国际能源署）提出，如果要实现L5摄氏度气候变化控制目标，则2060年全球工业部门将有280亿吨的二氧化碳需要进行CCUS处理，能源加

6、工和转换部门的CCUS需求累计量为310亿吨，电力部门CCUS需求累计量为560亿吨。对于中国而言，如果我们要实现碳中和远景以及气候控制目标，我国到本世纪中叶在电力、工业领域将分别有8亿吨/年和6亿吨/年的碳排放需要通过CCUS进行处理。随着双碳目标的提出和碳减排工作的不断推进，我国正从能耗双控向碳排放总量和强度双控转变，在这样的大背景下，开展二氧化碳捕集、运输、利用与地质封存全流程重大技术创新，开展大规模产业化CCUS技术示范应用，可为碳减排目标的实现提供重要支撑，对服务国家战略和经济社会绿色发展意义重大。生态环境部环境规划院、中国科学院武汉岩土力学研究所等机构将碳捕集、利用和埋存的定位概括

7、为：目前实现大规模化石能源零排放利用的唯一技术选择、碳中和目标下保持电力系统灵活性的主要技术手段、钢铁水泥等难以减排行业深度脱碳的可行技术方案、实现碳中和目标的托底技术保障。根据2015的巴黎气候大会披露的减碳图表，可以看出CCUS技术主要是在2030年之后全球将逐渐发力于二氧化碳的移除而这与中国2030碳达峰的目标不谋而合。6040 Reaching a net-zero CO2 targetResidual CO2 emissions are balanced by an equal amount of CO2 removal.Qe A9d Ro。S e UUolB6-6) SUO-SS

8、- UJ IU nb弋Oo 一 Bqo 一O20O-CO2Non-CO2(CHa,N2OandfluorinatedgasesinGWP-100*)Reachinganet-zeroGHGtargetResidualCO2andotherGHGemissionsarebalancedbyanequivalentamountofCO2removal.-20(r,-j2010202020302040205020602070208020902100来源：RhodesCJ.The2015ParisClimateChangeConference:Cop21.ScienceProgress2016;99(

9、l):97-104.演进碳捕集技术（CCS）并非新技术，距今已有一个多世纪的历史。它最早被天然气公司商业化，用于分离与天然气混合的二氧化碳。在20世纪70年代，天然气公司并没有直接释放二氧化碳，而是为这种温室气体找到了对应的用途：注入老化的油田以增加石油产量。目前每年约有4000万吨二氧化碳被掩埋，其中大部分还是用于提高石油产量。在当今这个全球携手应对气候变化的时代,CCS技术的大部分用于将捕获的气体埋入地下深处以抵消二氧化碳的大肆排放。现阶段碳封存的价格在500元/吨左右，目前的低碳价无法抵消捕获与封存成本，很难体现出经济效益。CARBONCAPTURE目前全球运行的CCS设施每年仅可捕集和

10、永久封存约400万吨二氧化碳。传统的CCS技术对地质条件要求较高，需要盐水层进行二氧化碳封存，其适用面较窄，成本较高。碳捕获与封存(CCS)示意图后来人们发现碳捕获技术捕捉到的高纯度碳是一个非常好的原料，于是便加以利用，如工业方面可作为保护气体、制造碳酸饮料、食品保鲜和干冰制冷等；化学方面可用于制造塑料、油品、天然气等，成为了碳捕集、利用与封存技术(CCUS)。2011年的北京碳收集领导人论坛，时任科技部部长万钢、国家发改委副主任解振华和美国能源部部长朱棣文都参加了，中美两国在战略层面都更重视利用，当时在讨论中专门加上的。负碳技术在国外经历30多年发展，已非常多样化，挪威船级社很早就在研究二氧

11、化碳制甲酸的技术；美国公司LiquidLight在做二氧化碳制乙二醇的技术宝马公司投资的PrometheUSFUeIS在做C8合成燃料。目前，我国CCUS仍处于发展早期。在工业示范方面，我国具备了大规模捕集利用与封存的工程能力，但在项目规模、技术集成、海底封存、工业应用等方面与国际先进水平还存在差距。在减排潜力与需求方面，我国理论封存容量和行业减排需求极大，考虑源汇匹配之后不同地区陆上封存潜力差异较大。在成本效益方面，尽管当前碳捕集利用与封存技术成本较高，但未来可有效降低实现碳中和目标的整体减排成本。根据二氧化碳捕集、封存与利用技术应用状况数据，中国已建成投产、在建及拟建的碳捕集与封存设施数量

12、占全球总量的7.7%,占比远低于美国的50.8%o赛迪顾问数据显示,2021年我国捕集规模在30万吨/年以下的CCUS项目数量占比达88.9%,捕集规模超过60万吨/年的项目仅占3.7%,而美国CCUS单项年均碳捕集规模约241.4万吨/年。各国碳捕编与封存设瓶建设情况2021年哪BCCUS项目捕般横分布情况&K东鼻：肖被%等二M化碳雌.W存与利用物通用状况川.敷跑来展赛迪履问，36百究融理T-广州化工.2022.55(3)2629,36砌究也理未来，随着政策支持不断、关键技术逐步成熟以及各行业巨大减排需求拉动，我国CCUS将向着低成本、商业化、集群化方向发展。中国CCUS生态图谱碳H泯碳捕钱

13、碳运输族利用与封存高浓度排放m制氧生物乙爵碳捕集设备3泳轮环境源山!硼MMWTt0r(r-维车运输华油博督集团CxmA8OAOur中低浓度排放l石油化工炼钢：燃煤发电燃气发电石场化碳搞集技术gWSUNRESlNMAMOVANQH华刎技西子洁嵯CMCVMMWBWO*OtM中IS神华费源服伊强网公司CMMA-MtM11CMFMWUNmO00火电IQ集国达达环保帆育公2管遒运输A船舶运检资料赫：36flHgiHT4M注：IB中只列出部分企业作为代表，未厦茂全产业碳利用IP)MNHUA9Wm中国化学工程股份有0公司碳封存通G中国石油牌罪知乎清茶及市场规模2025-2050年中国CCUS产值规模预测(单

14、位:亿元)数据耒源：中国生态环境部环境规划院，中商产业研究院，36氟研究院整理知乎清茶芸参考资料：绿色甲醇：碳中和的另一条道路2022年中国碳捕集、利用与封存（CCUS）洞察报告I36氮研究院CCUS手册（技术报告，强烈推荐，欢迎转发、扩散，文末附报告下载链接）通过CCUS（碳捕集、利用与封存）技术改造实现中国煤电碳懒H推荐，欢迎转发、扩散，文末附下载链接）走向碳中和系列之一：碳捕集、利用与封存（CCUS）（上）走向碳中和系列之二：碳捕集、利用与封存（CCUS）（下）双碳目标下，我国CCUS发展现状及面临的挑战I产业研究保证人类零碳未来的托底技术一碳捕集利用与封存（CCUS）技术路线利弊分析清新洞见I碳中和下的技术投资机会ccus的现在与未来（上篇）清新洞见I碳中和下的技术投资机会-CCUS的现在与未来（中篇）清新洞见I碳中和下的技术投资机会ccus的现在与未来（下篇）中国