最近，CCUS不斷吸引人們視線。國內不少能源企業上馬CCUS項目，國外不少政府或組織推出數額龐大的CCUS促進計劃。CCUS究竟是什么？它對二氧化碳減排意味著什么？未來面臨哪些挑戰和機遇？
降碳減排利器
CCUS，即二氧化碳捕集、利用與封存，指通過技術手段將二氧化碳從工業排放源中捕集，并加以利用或安全封存的過程。因此被形象地稱為“碳捕手”。
國家能源集團新能源技術研究院碳中和研究中心主任徐冬表示，近年來CCUS作為全球減緩氣候變化技術的角色和定位持續強化。CCUS技術已經被明確列入全球氣候目標實現不可或缺的減排技術組合。
2015年，《巴黎協定》提出至本世紀末，相較工業化以前的水平，要將全球變暖溫度控制在2攝氏度以內，并向1.5攝氏度的目標努力。中國政府積極應對氣候變化，為協定的通過發揮了重要作用。2020年9月，中國政府在第七十五屆聯合國大會上提出，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。
要實現這一目標，遠非易事。作為發展中大國，中國經濟發展仍需安全穩定的能源保障。同時，作為富煤、貧油、少氣的國家，二氧化碳含量較高的煤炭仍是我國的基礎能源和重要工業原料。預計到2035年，全國煤炭消費總量仍將保持在40億噸左右，實現煤炭等能源行業低碳高質量發展，對于保障國家能源安全、實現“雙碳”目標具有重要意義。
CCUS技術可實現化石燃料利用過程的二氧化碳近零排放，在為經濟發展保障能源安全穩定供應的前提下，既降低碳排放總量，又顯著控制總減排成本。聯合國政府間氣候變化專門委員會指出，如果沒有CCUS技術，幾乎所有氣候模式都不能實現《巴黎協定》的目標，并且全球碳減排成本將成倍增加。
各地加快探索
今年5月22日，中國海油發布消息稱，我國首個海上CCUS項目在珠江口盆地的恩平15-1平臺投用。油田開發伴生的二氧化碳將被捕集、提純、加壓至超臨界狀態，通過一口CCUS井，以初期8噸/小時的速度注入地下油藏，既驅動原油增產，又實現二氧化碳封存，開創了海洋能源循環利用新模式。
恩平15-1平臺是目前亞洲最大的海上原油生產平臺，也是高含二氧化碳油田。若按常規模式開發，二氧化碳將隨原油一起被采出地面，不僅對海上平臺設施和海底管線造成腐蝕，還將增加二氧化碳排放量。
為什么選擇使用二氧化碳驅油？中國海油恩平油田作業區總經理萬年輝說，這是由于二氧化碳有獨特的性能，易于達到超臨界狀態。處于超臨界狀態時，其性質會發生變化，其密度接近于液體，黏度接近于氣體，擴散系數為液體的100倍，具有較大的溶解能力。原油溶有二氧化碳時，原油流動性、流變性及油藏性質會得到改善。
專家表示，現在通常采用的補充采油后地層能量遞減的方法為水驅和化學驅，就是把水或化學成分注入油田中，補充地層能量損失。但是，目前很大一部分油藏田為低滲透油藏，開發難度較大，二氧化碳的特殊性質非常適合于低滲透油藏開發。在傳統意義下，很多低滲透油氣藏是難動用儲量，如果采用二氧化碳驅油的方法，可能成為優質儲量。
作為化石能源低碳高效開發的新興技術手段，CCUS已成為全球能源行業布局的重要領域。徐冬表示，2024年全球CCUS產業投入運營的設施達50個（含3個專業運輸/儲存項目），另有44個設施（含7個運輸/儲存項目）處于建設階段。
近日，國際能源署更新全球CCUS項目數據庫。數據顯示，截至2025年第一季度，全球處于運營階段的CCUS項目年二氧化碳捕獲量突破5000萬噸，較上年實現快速增長。其中，超60%運營捕集能力集中于天然氣加工領域。依據當前規劃項目，若到2030年規劃布局項目均能落地實施，全球碳捕集能力預計將達每年約4.3億噸。
目前，我國已建成亞洲最大、世界第三大燃煤電廠燃燒后碳捕集示范工程。2023年6月，國家能源集團泰州電廠CCUS項目完成滿負荷試運行，試運行期間系統安全可靠，能效指標、產品品質均達到或優于設計值。該項目二氧化碳捕集量達50萬噸/年，可實現100%消納，已穩定運行超700天，是現階段“捕集規模最大、綜合指標最優、消納利用最全、連續運轉最長”的煤電碳捕集項目，引領全球碳捕集行業規模化快速發展。
同時，我國還在全球首次實現現代煤化工和大型油氣田開采之間的綠色減碳合作。國家能源集團寧夏煤業將全球單套裝置規模最大的400萬噸/年煤炭間接液化項目排放的CO_2氣體進行捕集，由長慶油田進行驅油封存。該項目2023年5月全面開工建設，2024年10月碳捕集一期工程10萬噸/年工業級生產流程建成投運。
在江蘇華電句容發電有限公司廠區內，一座現代化的碳捕集設施矗立，這是國內首臺百萬千瓦機組脫碳示范工程——句容發電碳捕集項目。自2019年正式運行以來，該公司的碳捕集項目已累計捕集二氧化碳超過60000噸，相當于每年植樹造林4000余畝。中國華電集團江蘇句容公司黨建部主任宋洪軍說，目前該公司碳捕集液態二氧化碳產量大于1.3噸/小時，碳捕集效率達90%以上。
據不完全統計，我國已規劃、建設和運行中的CCUS項目有120多個，涵蓋電力、油氣、化工、水泥、鋼鐵等多個行業，具備二氧化碳捕集能力約500萬噸/年。10萬噸級及以上項目超過50個，多個百萬噸級以上項目正在建設。其中，電力行業示范項目超過20個。
挑戰機遇并存
“CCUS所有環節（包括運輸）中，捕集的成本占比最高。吸收劑穩定性及捕集能耗是影響碳捕集產業化發展的關鍵因素。”徐冬認為，我國CCUS產業發展正呈現出規模化和集群化的發展趨勢，加速向全流程、一體化、規模化和區域產業集群式方向發展。到2030年有望實現現有技術產業化，到2035年新型技術形成產業化能力，到2050年負排放技術得到廣泛商業化應用，到2060年形成CCUS產業集群新業態。
徐冬說，當前CCUS產業仍面臨成本高企的問題，需進一步推動技術進步與產業提升以降低運行成本。另一核心困境在于形成一體化產業鏈。現有CCUS技術發展逐步趨于成熟，但產業鏈協同差，各環節脫節。企業間合作少，缺乏一體化運營模式，導致產業碎片化。
據介紹，國外一些國家正在探索不同的CCUS商業模式，包括單一投資、聯合投資、第三方運營商服務等商業模式。但我國CCUS商業模式探索缺乏經驗，建成的CCUS項目大多采用“單一企業運營CCUS全部環節”的商業模式。采用這種模式，各環節容易協調，易達成一致性意見，項目推進較順利，但投資大、風險高，限制了各行業間的協作，不利于CCUS成本降低和規模化發展。
徐冬建議，加強CCUS產業發展頂層設計，構建綠色低碳產業新格局。加強規模化CCUS核心技術和裝備攻關，謀劃布局前沿碳捕集及負碳減排技術。開展規模化二氧化碳陸地封存，建設百萬噸級二氧化碳封存示范。加速推進CCUS產業集群建設，帶動CCUS技術產業化發展。同時，優化資源配置與人才培養，提升創新效能等。