"碳捕手"崛起:CCUS方兴未艾

在迈向碳中和的进程中，碳捕集利用和封存（CCUS）技术成为业界关注的焦点，众多能源、化工企业纷纷将CCUS作为减碳的重要方式加以应用。

9月9日，霍尼韦尔与中国中化旗下圣奥化学科技有限公司（以下简称“圣奥化学”）签署战略合作备忘录。从霍尼韦尔方面获悉，霍尼韦尔将为圣奥化学清洁煤制氢及碳捕集利用示范项目提供先进的工艺技术及服务，共同推动清洁煤制氢以及二氧化碳的捕集和经济性综合利用技术发展及商业化推广。

霍尼韦尔特性材料和技术集团副总裁兼亚太区总经理刘茂树表示：“此次合作是霍尼韦尔碳捕集技术在中国的首次布局。霍尼韦尔正在与很多其他企业探讨推广类似的技术，并在钢铁、水泥和电力等领域推动技术尝试。”

市场空间巨大

在碳中和推动下，CCUS技术迎来蓬勃发展。CCUS是把生产过程中排放的二氧化碳进行捕集提纯，继而投入新的生产过程进行再利用和封存。

在碳中和进程中，清洁能源对传统能源的替代需要一个漫长的过程，而当前我国能源结构仍以化石能源为主，因此，CCUS技术的出现具备相应的历史必然性。

8月29日，国内首个百万吨级CCUS项目——“齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目”正式注气运行。项目正式投产标志着我国CCUS产业开始进入技术示范中后段——成熟的商业化运营。

通过运用CCUS技术，该项目每年可减排二氧化碳100万吨，相当于植树近900万棵。中国石化方面表示，项目投产将为我国大规模开展CCUS项目建设提供更丰富的工程实践经验和技术数据，有效助力我国实现“双碳”目标。

作为减碳固碳技术，CCUS已成为多个国家碳中和行动计划的重要组成部分。全球碳捕集与封存研究院发布的《全球碳捕集与封存现状2021》中提到，全球CCUS项目连续四年呈向上趋势，总捕集能力增长了32%。2021年新增71个CCUS商业项目，使全球CCUS商业项目增加到135个。其中27个项目已进入运行，每年捕集能力达4000万吨。

从国内情况来看，2021年，陕西燃烧后捕集CCS（碳捕集封存）项目、珠江口盆地的中国首个离岸封存项目已投入运行，中国首个百万吨级二氧化碳驱油项目齐鲁石化-胜利油田CCUS项目开工建设，长三角首个20万吨级CCS驱油示范项目完成建设。

全球碳捕集封存研究院首席执行官杰拉德·丹尼尔斯（Jarad Daniels）曾预测，到本世纪中叶，CCUS年产能将从4000万吨增长至数十亿吨。预计未来30年，该产业需要6550亿美元至1.28万亿美元的投资。各国气候政策的提出、各大企业零碳战略的制定、全球CCUS技术网络的强化、蓝氢能源的发展、负碳技术的商业前景等因素，为CCUS的规模化应用提供了强大动力。

谈及CCUS，中国石化方面表示，CCUS可以实现石油增产和碳减排双赢，是化石能源低碳高效开发的新兴技术。实践证明，发展CCUS可以较大幅度提高低品位资源开发利用率，为保障国家能源安全提供支撑。

注意到，2022年6月，科技部等九部门联合印发了《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》（以下简称“《实施方案》”）。《实施方案》中提到，以二氧化碳捕集和利用技术为重点，开展CCUS与工业过程的全流程深度耦合技术研发及示范；着眼长远加大CCUS与清洁能源融合的工程技术研发，开展矿化封存、陆上和海洋地质封存技术研究。

面临诸多挑战

事实上，碳基燃料在使用过程中，想要实现碳中和，就会伴随碳捕捉。煤炭仍是当前能源供应的主要来源，也是最主要的碳排放来源。

业内人士表示：“受经济发展阶段、技术条件、能源资源禀赋及消费结构等因素影响，CCUS技术将成为中国履行应对气候变化责任、完成温室气体减排目标、控制总体减排成本的重要技术路径之一。”

当前，我国CCUS正处于工业化示范阶段，部分关键技术仍与国际先进水平有所差距，不同地区的陆上封存潜力差异较大，面临诸多挑战。

同环保设备一样，对于企业而言，加入CCUS设备对其成本的增加是毋庸置疑的。此前，亚洲开发银行以600兆瓦常规粉煤发电厂测算，安装CCUS设备之后，电厂初投资增加24%。

同时，记者注意到，当前CCUS项目面临着应用成本高、技术不成熟和封存安全性不足等问题。

刘茂树坦言，当前对于CCUS技术最大的挑战之一在于经济性。

刘茂树建议，随着我国“双碳”目标的提出，包括化工行业在内的碳密集产业对低碳减排解决方案的需求正在持续增长，多种创新技术不断涌现。其中，可将炼油厂或发电厂排放的二氧化碳从源头上捕获并进行储存的碳捕集、利用和封存技术，成为助力实现行业低碳转型的选择之一。鉴于CCUS技术目前的较高成本，将该技术纳入清洁能源技术范畴统筹考虑，并率先运用在清洁能源等相关领域，是实现CCUS技术落地的方式之一。例如将制氢技术与CCUS技术有机结合，在制氢过程中增加碳捕集和封存应用，在扩大氢能产能的同时，促进CCUS技术的推广和应用。

了解到，目前主要的CCS/CCUS技术路线包括燃烧前、燃烧后以及富氧燃烧捕集技术。而这三种路线在应用过程中的成本效益优劣并不明确。由于受到地壳特征影响，如何规避二氧化碳地质封存的泄露风险也是一大难题。

此外，CCUS的适用性和安全性也是需要解决的问题。“由于地质限制，有些地区不适合做大规模碳封存。国内一些适合做碳封存的地区，比如中国西北，相比国内其他地区工业布局比较少。而南方地区工业布局多、发展快，相对来说更需要推进CCUS技术应用。”刘茂树说道。

纵然面临诸多挑战，我国碳中和大势已经不可阻挡。《实施方案》中提到，聚焦（CCUS）技术的全生命周期能效提升和成本降低，力争到2025年实现单位二氧化碳捕集能耗比2020年下降20%，到2030年下降30%，实现捕集成本大幅下降。

同时，巨大的市场空间让多家企业纷纷将目光投向CCUS领域。

2022年9月9日，霍尼韦尔与圣奥化学签署战略合作备忘录。记者从霍尼韦尔处获悉，霍尼韦尔将为圣奥化学清洁煤制氢及碳捕集利用示范项目提供先进的工艺技术及服务，共同推动清洁煤制氢以及二氧化碳的捕集和经济性综合利用技术发展及商业化推广。刘茂树向记者讲道：“此次合作是霍尼韦尔碳捕集技术在中国的首次布局。我们也正在与很多其他企业探讨推广类似的技术，并在钢铁、水泥和电力等领域推动技术尝试。”

2022年6月，中国石油发布的《中国石油绿色低碳发展行动计划3.0》中，将其绿色低碳发展行动分为三个阶段。而在中国石油绿色低碳发展行动“三步走”过程中，CCUS贯穿始终。按照计划，2035年中国石油埋存能力将超过1亿吨，2050年形成引领CCS/CCUS产业发展的能力。

中国石化同样聚焦于CCUS。2021年，中国石化捕集二氧化碳量已达到152万吨。从中国石化方面获悉，“十四五”时期，中国石化将加大建设力度，实现CCUS产业化发展。截至目前，中国石化已实施二氧化碳驱油项目36个，为CCUS技术快速发展规模应用奠定基础。