近日，中国石油新疆油田公司264万千瓦新能源及配套煤电、碳捕集一体化项目（一期）碳捕集项目在新疆克拉玛依启动。作为中国石油首个百万吨级电厂烟道气碳捕集项目，项目的启动标志着中国石油最大规模碳捕集示范工程进入全面建设阶段。该项目采用国际领先的化学吸收法工艺，捕集的二氧化碳将用于油田驱油封存（CCUS-EOR），助力新疆油田增产提效，实现“碳捕集、利用、封存”全链条闭环。 CCUS的提出与发展 碳捕集与封存是化石能源未来大规模减排的关键技术，对优化能源结构、加速绿色低碳转型意义重大。最早的碳捕集概念由意大利学者Marchetti提出。1996年开始的挪威Sleipner CCS项目和2000年开始的IEA温室气体研究与开发计划机构（IEAGHG）Weyburn-Midale CO2监测与封存项目（简称Weyburn项目），则是国际上最早开展的对人为排放CO2进行大规模捕集、利用与封存的示范项目。 CCUS是在CCS基础上添加了碳利用过程，延展了碳产业链条，更具有商业价值。CCUS理念是在中美两国的大力倡导下形成的，是将“碳负债”转化为“碳收益”的主要技术之一，具有社会效益与经济效益“双赢”特性，已获得国际社会的普遍认同。 从全球来看，CCUS-EOR项目主要在美国、加拿大等国家率先开展，特别是美国自20世纪50年代开始CCUS-EOR项目研究后，目前已具备成熟的CCUS-EOR工业体系。本世纪以来，美国、加拿大、澳大利亚、日本及阿联酋等国家加速推进CO2捕集项目的工业化，这其中，美国的项目数量和规模领先。根据GCCSI数据，美国在运行、建设和规划中的CCUS商业设施达到276个，可捕集CO2近2000万吨/年。单体示范方面，美国已建成投产多个百万吨级火电机组燃烧后捕集与EOR结合的CCUS全流程示范项目；并规划建设更大规模（300万～600万吨CO2/年）项目。目前美国怀俄明州在建的全球规模最大的DAC工厂Bison项目，有望到2030年实现捕集封存规模500万吨CO2/年。 我国CCUS技术发展 从国内技术发展情况看，我国CCUS-EOR研究起步较早，始于20世纪90年代，早期主要集中在科研机构和高校的实验室研究阶段。进入21世纪以来，国家和石油企业相继设立CCUS-EOR重大科技攻关和示范工程项目，大大推动了关键技术的突破和矿场试验的成功。2006年，中国启动了第一个大型CCUS示范项目——神华集团宁煤集团煤化工项目，标志着中国CCUS技术从实验室走向实际应用。 2019年科技部再次更新了CCUS技术发展路线图，将CCUS技术定位为“可实现化石能源大规模低碳利用的战略储备技术”。这意味着，随着应用场景的拓展，CCUS技术已经成为我国碳中和技术体系的重要组成部分，是化石能源近零排放的唯一技术选择、钢铁水泥等难减排行业深度脱碳的可行技术方案、未来支撑碳循环利用的主要技术手段。近几年来，政府出台了一系列政策支持CCUS技术的研发和商业化，项目数量逐年增加，涉及电力、化工、钢铁等多个行业，目前已建成多个CCUS示范项目，并在全球范围内处于领先地位。 近年来，我国各领域CCUS项目建设投入虽日益增加，但相比于美国等技术应用发展领先国家，国内的CCUS 项目建设规模偏小。而自“碳中和”目标提出以来，我国已投运和规划建设中的CCUS示范项目碳捕集能力规模呈现明显扩大态势，目前，我国已有120个处于各发展阶段的CCUS示范项目，具备600万吨/年的捕集能力。例如，2022年8月，我国首个百万吨级CCUS项目―齐鲁石化-胜利油田项目正式建成投产；华能集团正在建设煤电百万吨级CCUS全流程示范工程，预计建成后，每年可捕集并封存CO2超过150万吨；中国石油集团正在建设包括大庆油田140万吨/年和吉林油田100万吨/年示范工程在内的多个CCUS示范项目，其与油气行业气候倡议组织（OGCI）共同策划的新疆CCUS产业集群也在积极筹备中，预计2030年驱油利用与封存规模可达千万吨。 CCUS设备需求攀升 我国CCUS技术已取得了一系列重要突破，如捕集效率、利用效率和封存安全性等方面均取得了显著进展。同时，随着CCUS技术不断优化，成本逐步降低，使得CCUS项目更具经济性和可行性，这将进一步刺激市场对CCUS设备的需求。 1. 碳捕集设备 目前CCUS建设中应用需求较高的设备主要有塔器、储罐、压缩机等单一设备产品为主，未来将会有更多的设备集成综合服务商，以满足不断增长的市场需求。在2025 —2030年期间，随着CCUS项目的增多，对碳捕集设备的需求还将持续上升。物理捕集、化学捕集与生物捕集技术相关的设备都将有较大的市场空间。随着技术创新，低成本、低能耗的新一代捕集设备需求会增加，同时企业对材料与专用设备的研发进展也会促使市场上出现更高效的碳捕集设备，以满足不断增长的捕集需求。 2. 碳运输设备 随着碳捕集量的增加，需要相应的碳运输设备将捕集到的二氧化碳运输到利用或封存地点。管道运输设备、罐车运输设备等的需求会随着市场规模的扩大而增长。尤其是在一些大型CCUS项目集中的区域，对管道运输设备的建设需求可能更为迫切。将捕集到的二氧化碳转化为有用的化学品或燃料的碳利用环节，需要专业的设备支持。随着CCUS技术在利用环节的不断拓展，如重整制备合成气等项目的增加，相关的反应设备、催化设备等的需求也会相应增加。 3. 碳封存设备 碳封存环节需要将无法利用的二氧化碳注入地下储层，实现永久性封存。用于地下注入的设备，如注入泵、监测设备等，在2025—2030年也会有较大的需求。特别是在咸水层封存等项目中，对相关设备的稳定性和安全性要求较高，高质量的碳封存设备市场前景较好。 面临的挑战 尽管我国CCUS技术取得了一定进展，但仍然存在很多不可规避的问题。 1.在“双碳”背景下，我国CCUS技术发展快速，但仍面临技术成本高、技术成熟度不足和市场接受度不高等挑战。 2.我国CCUS年封存量较年排放量差距较大。目前，我围CCUS技术不断进步，已实现600万吨CO2减择量，但这与我国110亿吨CO2排放量相比，只解决了万分之六的问题。《中国CCUS年度报告2023》报告预测，我国在2025年的CCUS减排需求约为2400万吨/年，预计到2030年将增长至近1亿吨/年，仍面临巨大的减择需求缺口。 3.成本问题也是制约CCUS产业发展的重要因素。根据我国相关专业数据显示，CCUS的成本约在500~1000元/吨，在CO2的捕集团、利用和封存等环节中，碳捕集是成本最高的环节，由于我国目前的经济激励或补偿机制尚未形成，导致很多项目很难实现实质的盈利，面临较强的商业模式约束。如果在2025—2030年期间技术不能进一步成熟降低成本，可能会影响CCUS项目的推进速度。 4.有效商业模式较少。目前，国内的CCUS各专业企业数量较少，全产业链CCUS项目商业模式单一，超过50%的CCUS全产业链项目是以中国石油、中国石化、中海油、延长石油等大型企业执行投资建设，且独立运营模式。总体而言，国内CCUS产业链在商业模式方面与国外仍存在较大差距，项目实施面临收益分配和风险分担不均等问题，需要完善行业规范和相应协调机制，以此实现CCUS项目运行各环节的良性对接。 5.CCUS产业对资金的需求量很大，一个项目动辄几亿甚至几十亿的投入资金，因此扶持政策对其发展至关重要。如果未来政策支持力度减弱或者资金投入不足，可能导致一些CCUS项目无法顺利开展。 6.CCUS产业具有较长的产业链，产业内各行业间的相关性较强，需要跨企业、跨行业的协作。如果在协作过程中出现问题，如利益分配不均、信息沟通不畅等，可能也会影响项目的实施进度。 7.鼓励政策和监管措施有待完善。限制我国CCUS项目发展最大的因素在与项目前期投入较大，但缺乏有效的汇报产出机制，CCUS领域缺乏明确的法规和标准要求。 未来发展建议 1.有效加强CCUS各个环节的科技研发力度，政府和企业加强技术投入，以降低CCUS的成本，提高经济性优势，进一步加快建设CCUS示范工程项目，积累相应技术数据库，逐步扩大规模，形成CCUS的示范基地，推动 CCUS项目大规模示范和产业应用。 2.推进大规模的试验示范项目，形成CCUS产业聚集区，促进研发和示范技术的成熟与商业化应用。我国目前已开展的CCUS示范工程规模有限，大规模全流程一体化且经济效益显著的集成示范项目较少，建议探索和布局更多百万吨或千万吨级别的CCUS示范项目，通过完善良性的商业模式和制定技术标准、项目检测和风险评估方法为CCUS为示范项目提供有力支撑，推动CCUS 产业化和规模化发展。 3.CCUS产业与新能源产业相比，相关政策扶持力度不足，建议相关部门还应制定符合我国国情的CCUS政策准则与激励措施，在科技、税收、土地、市场机制、管网建设等方面提供更大的支持力度,营造良好的政策环境。同时，将CCUS纳入碳排放权交易市场，制定减排定价机智，调动企业的积极参与，加速企业实现低成本高融资的良性循环。 4.我国关于CCUS相关的法律法规技术规范和标准体系还不够完善，建议政府尽快研究并完善CCUS法律法规体系，编制CCUS项目的建造和运营等各阶段的标准体系，进一步规范CCUS全产业链各个环节的良性发展。 5.行业内部协同发展，充分利用各自企业优势，提升二氧化碳捕集的企业和封存企业联合，解决规模化供应碳源和供应成本较高的问题，充分利用内部资源，消除影响行业发展的体制障碍，进一步应用有效的CCUS发展模式。企业也要加快CCUS关键技术和关键设备的科技研发进程，以提高采收效率，实现降低开发成本，进一步提高经济收益。 来源：中国化工信息周刊，碳中和圈子,智研咨询，CCUS和BDO,《中国设备工程》等