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碳捕获、利用与封存技术？一文了解CCUS技术如何助力碳中和

北极星大气网??来源:腾讯研究院??作者:万某某 乔某某等??2021/3/31 9:59:43?

所属频道:?大气治理??关键词:CCUS?碳捕获?碳排放

北极星大气网讯:3月3日，联合国欧盟经济委员会（UNECE，下称欧洲经委会）发布《碳捕获、利用与封存（CCUS）》(Carbon Capture, Use and Storage)报告，报告旨在向成员国介绍CCUS技术、帮助政策制定者评估CCUS技术的优势以及推动在经济转型期部署CCUS技术。

报告称，到2050年，欧洲经委会的国家既需要将对化石燃料的依赖从80％以上减少到50％左右，又要实现负碳排放。到2050年，欧洲经委会地区的国家需要减少或捕获至少90Gt的CO2排放量，以保持实现2℃目标的道路。由于化石燃料可能在短、中期内对欧洲经委会成员国继续发挥重要作用，因此，实现碳中和需要部署CCUS技术（如图1），以减少碳排放。

图1：CCUS流程图

碳捕获技术介绍

（一）点源CCUS技术(CCUS from Point Sources)

在点源CCS技术中，水泥和钢铁生产、化石燃料制氢、垃圾焚烧和发电等行业产生的CO2在排放到大气之前就能够被捕获；然后，被压缩到超过100个大气压，注入到地下一千米以下的多孔岩石层中，在不透水的岩石下，保存数万年到数百万年。CO2也可以被纳入建筑材料等产品中，只要它们能够长期储存。

通过不同的工程方法，可以有效地从点源捕获CO2，捕获水平超过90%。成本大约10~100美元/吨CO2。尽管成本高于绿地项目，但碳捕捉设备可以改造自现有的基础设施，以避免资产陷入困境，同时实现净零策略。

图2：点源碳捕获途径

1 / 技术要求

（1）地质方面：确认、设计和管理安全的地下储存。

（2）工程方面：建造设备，从各种来源捕获CO2。

（3）基础设施规划：适用于无法通过增量开发实现的大型转型性项目。

2 / 固碳潜力

（1）年度：至2050年，每年碳捕获和封存10-30GtCO2，受到CO2运输和储存基础设施发展的限制。

（2）总体潜力：本质上是无限的。CCS的存储容量潜力超过了化石燃料的存储容量。

3 / 政策建议

（1）CCUS技术助力实现净零的潜力是巨大的，政府需要建立允许CCUS技术大规模部署的监管环境，并尽早建立相应的行业部门。

（2）大规模建设CO2运输和封存的基础设施，以降低成本，鼓励工业行业采用CCUS技术。

（3）制定通用的CO2储存的国际标准和准则。CO2运输和封存基础设施需要像电力、天然气和石油供应一样国际化。

（二）生物质能碳捕获与封存技术（BECCS）和直接空气碳捕获与封存技术（DACCS）

负排放技术（NETs）将化石燃料中以CO2的形式释放到大气中的碳返还到地下，永久安全地存储起来。

在生物质能碳捕获与封存技术（BECCS）中，CO2由植被从大气中提取出来，然后在生物质燃烧时从燃烧产物中回收。在直接空气碳捕获与封存技术（DACCS）中，CO2直接从空气中捕获。

预计生物质能碳捕获与封存技术会更便宜，移除和储存每吨CO2大约50-200美元，而直接空气碳捕获与封存技术的成本大约是它的两倍。但是直接空气碳捕获与封存技术能够从大气中除去大量的CO2，而不受生物生长对自然系统的需求的限制。而通常，从源头捕获或避免CO2排放比从空气中捕获更便宜。

如果不能迅速实现零排放以避免危险的气候变化，就必须使用负排放技术来消除CO2。

1 / 技术要求

（1）生物质能碳捕获与封存技术的土地管理：生物 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 直接空气碳捕获与封存技术成本的不确定性也最高，据报道有些成本高达400美元/吨CO2，但是这些技术具有很大的潜力。图片

图6：碳捕获潜力

注释：CCUS可能很昂贵，但是对于渴望实现碳中和的社会而言，CCUS是一种负担得起的选择。图6给出了CCUS主要技术的大概估算成本。为了了解这些成本如何影响过渡期内使用化石燃料的成本，箭头指示假设CCUS成本为每吨CO2150美元，假设油价为60美元/桶，每桶使用的CO2排放量约为0.4吨，则这意味着能源成本增加了一倍。两倍的能源成本仍处于历史高油价范围内。在这种情况下，所有CCUS技术都是可行的。

作者：万某某 乔某某 崔某某，腾讯研究院助理研究员

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