正在环球主动应对天气变动的布景下，CCUS（碳捕集、行使与封存）工夫逐步成为各国促使低碳转型、杀青碳中和的要紧要领。日前召开的《撮合国天气变动框架契约》第二十九次缔约方大会（COP29）正式通过了《巴黎协定》合于碳移除减排量的授权机造，表白国际社会正在声援CCUS工夫发达方面实现了渊博共鸣。对我国而言，CCUS工夫也是杀青碳中和的要紧工夫构成。CCUS工夫涵盖二氧化碳捕集、运输、行使及封存等多个症结，个中，碳捕集行为焦点工夫症结，拥有碳源多样、工夫密度高、资金需求大、工艺丰富等特性，是决计CCUS项目投资和安插的枢纽身分。本版实质来自北京理工大学能源与境况战略探求中央系列探求呈报，着重探求了该工夫的发达需求、前沿趋向及枢纽寻事，并提出相应的发达创议，敬请合怀。

　　正在碳中和对象与经济高质地发达的双重促使下，我国对CCUS工夫的需求极为急切。行为眼前杀青化石能源低碳化行使的独一途径，CCUS工夫不只是维系碳中和对象下电力编造活泼性的枢纽要领，也是钢铁、水泥等难减排行业正在尚未崭露推翻性减排工夫时的可行选项。然而，眼前碳捕集工夫兴奋的本钱对上述行业的低碳转型带来了较大压力。同时，因排放源各异，各行业适配的碳捕集工夫正在工艺、兴办、原料及本钱等方面拥有较大差别，限造CCUS工夫进一步执行。正在此布景下，超前研发高效、低能耗的碳捕集原料，推动焦点工艺改革升级，进一步普及各种碳排放源浓度下捕集工夫的成熟度，酿成碳捕集工夫新编造，是促使CCUS工夫渊博运用的枢纽。

　　环球碳捕集工夫正朝着坚固高效、低能耗和低本钱趋向发达，亟须安身环球视野和我国国情，识别我国碳捕集工夫与环球碳捕集工夫前沿起色的差异，督促枢纽焦点工夫攻合和收效家当化，促使我国正在环球碳捕集工夫角逐中抢占战术上风位子。

　　环球碳捕集工夫正在本钱、能耗和实用性方面络续优化，代际演进特性凸显。第一代工夫以化学吸取法中的根本胺溶剂为主，只督工夫相对成熟并杀青了工业化运用，不过高能耗与高本钱束缚了其大周围安插。第二代工夫通过复配胺溶剂的优化明显提拔了能效。美国获胜将捕集能耗低浸至2.6吉焦/吨二氧化碳，捕集本钱降至70美元/吨；英国进一步优化工艺后，杀青了2.4吉焦/吨二氧化碳的能耗水准，捕集本钱降至60美元/吨。第二代工夫的发达象征着碳捕集工夫正在能耗和经济性方面得到了明显起色。第三代工夫则依赖新型原料与工艺的冲破，成为眼前碳捕集工夫研发的前沿偏向。以欧洲开辟的相变溶剂工夫为例，该工夫通过原料革新将能耗进一步降至2.2吉焦/吨二氧化碳，捕集本钱压缩至39美元/吨。第三代工夫不只正在工夫的经济性和实用性上杀青了明显提拔，还为钢铁、水泥等高碳排放行业带来了更具角逐力的减排计划。碳捕集工夫的代际发达，按照着由工艺修正向工夫改进的演进道途，为改日更大周围、更广畛域的工夫运用成立了或者。

　　新型碳捕集工夫发达缓慢。守旧的二氧化碳捕集工夫重要分为燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧。个中，燃烧后捕集工夫运用最为渊博，涵盖化学吸取、物理吸附、膜离散和低温精馏等多种步骤。化学吸取法以单胺和复配胺溶剂为代表，是目前最为成熟的工夫，已渊博运用于燃煤电厂和工业烟气捕集项目；物理吸附法实用于高压气体离拆档景，特别是自然气处置周围；膜离散工夫和低温精馏法正在特定前提下发挥出高效的离散才华，非常实用于高浓度气源的处置。与此同时，新型碳捕集工夫正缓慢发达，囊括但不限于电化学捕集、固态吸附、催化解吸、界面捕集，以及行使微生物或藻类举行二氧化碳固定等步骤。DAC（气氛二氧化碳直接捕集）工夫重要依赖吸附法和吸取法，通过高效的原料和化学反映，从大气中直接捕集二氧化碳并将其存储或转化为有效资源，目前，美国、挪威、冰岛、肯尼亚和阿联酋等国已动手大周围安插和树模。多种捕集工夫各具上风，但仍面对高能耗和高本钱寻事，需求通过连接的研发优化以杀青大周围运用。

　　环球畛域内碳捕集工夫研发受到渊博着重，专利申请数目宏大并增进缓慢。自2005年动手，碳捕集工夫专利数目呈敏捷增进趋向，年均增速达18.7%。截至目前，环球畛域内与碳捕集工夫直接干系的专利有40383项，个中近10年公然的专利数目达32685项。中国、美国和寰宇常识产权机合的CCUS专利数目位居寰宇前三，专利总数分辨为31210项、4203项、3755项，合计占环球总量的71.1%。我国碳捕集专利申请总量自2013年起超越美国，现稳居环球首位。

　　国表里二氧化碳捕集项目发达各具特点。我国已投运项目大都采用化学吸取法。美国碳捕集项目采用工夫更多元化，中心齐集正在自然气处置（6个）、生物质能源（5个）和直接气氛捕集（2个）等多个新型碳捕集工夫周围。欧盟则出力促使二氧化碳捕集家当的周围化和贸易化，特别正在自然气处置和直接气氛捕集周围。我国正在直接气氛捕集等新兴工夫研发上起步较晚，整个水准尚待提拔。

　　我国已发达酿成适配多种浓度差异周围排放源的碳捕集工夫。截至2024年11月底，我国已投运和经营维持中的CCUS树模项目超120个，二氧化碳捕集才华达600万吨/年。低本钱、低能耗的新一代碳捕集工夫展示敏捷发达态势，正由中试慢慢向工业树模过渡。同时，碳捕集项目运用场景彰彰增加，涉及煤炭、石油、自然气、新能源等能源分娩周围，以及电力、化工、钢铁、水泥、修修、交通等多个运用场景，已展示周围化发达趋向。

　　我国碳捕集工夫本钱整个处于环球中等偏低水准，拥有肯定的发达上风。从已投运项目标碳捕集本钱来看，我国煤化工和石油化工周围的一体化驱油树模项目捕集本钱相对较低，为105~250元/吨二氧化碳。电力、水泥捕集本钱较高，分辨为200~600元/吨二氧化碳和305~730元/吨二氧化碳，但整个低于海表的350~977元/吨二氧化碳和686~1280元/吨二氧化碳。

　　我国碳捕集工夫与国际水准展示“并跑”与“跟跑”并存的形态。整个而言，我国的化学吸取法已正在能耗和本钱限度方面得到了明显冲破，与国际水准齐平，但正在第三代工夫周围仍面对寻事。目前，第三代工夫多处于工业化探寻阶段。以相变溶剂工夫为例，其正在部门树模项目中杀青了较低能耗（对象2.2吉焦/吨二氧化碳），但隔绝贸易化周围运用仍需工夫和工艺的进一步冲破。其它，直接气氛捕集、低温精馏和膜离散工夫正在国内的运用公共逗留正在中试阶段，与国际成熟项目比拟尚有差异。要正在前沿周围杀青超越，我国亟须加大工夫革新力度，深化枢纽工夫研发，同时促使新工夫的周围化验证和执行，以进一步提拔国际角逐力。

　　兴旺国度高度着重碳捕集专利的环球组织，我国正在专利申请环球化方面尚显亏损。我国机构简直仅限正在本国申请专利，正在海表专利组织较少，这或将对我国改日二氧化碳捕集专利的海表工夫挪动组成急急限造。而兴旺国度则正在环球主动申请二氧化碳捕集专利，以攻克环球CCUS工夫墟市，构修环绕焦点工夫群的环球回护战术。

　　CCUS项目总体起色仍旧怠缓，周围效应不明显，碳捕集工夫仍处于本钱弧线的高点。碳捕集工夫的安插仍面对兴奋的初期血本加入寻事，已成为发达工业点源捕集和直接气氛捕集最具寻事的工夫困难。高本钱重要来自兴办置办、运营爱护及能源耗费，加之部门工夫的成熟度亏损，特别看待低浓度排放源（热电厂、水泥行业），碳捕集的总本钱大大高于其他行业。其它，碳捕集工夫的本钱发达趋向还存正在很大的不确定性，枢纽影响身分包罗工夫先进速率、项目投融资本钱、墟市和根本步骤圆满水平、战略境况等。反过来，高本钱与高不确定性又将进一步影响碳源企业安插碳捕集工夫的主动性，从而限造CCUS的大周围发达。

　　碳排放源丰富性导致碳捕集工夫面对实用性寻事。我国可安插二氧化碳捕集工夫的碳排放源空间漫衍广且类型丰富，涵盖煤电、钢铁、水泥、化工等多个行业。各行业碳排放浓度和捕集需求差别明显，各项工夫正在成熟度、实用场景和本钱效益方面各具特性，导致碳捕集工夫正在与碳汇的空间成家性、本钱效益性及原料境况友爱性等方面面对厉肃寻事。非常是正在碳中和深度减排的布景下，CCUS改日将趋势大周围集群化发达。当多个差异类型碳排放企业协同加入统一集群维持时，工夫集成、本钱分摊、好处分拨、工夫模范及轨造计划等方面也将面对丰富寻事。

　　碳捕集工夫尚未全部满意大周围、永久坚固运转的需求。目前大都工夫仍处于中试或工业树模阶段。比方，膜离散工夫只管拥有较好的远景，但正在功能方面仍需修正，特别是正在处置大周围排放时的出力和坚固性。其它，碳捕集进程中，时时奉陪其他污染物，如无机氨、气溶胶等的排放，但目前缺乏成熟的协同处置工夫，因而束缚了捕集编造的整个出力和境况友爱性。只管很多碳捕集工夫依然正在实践或树模阶段得到了起色，但其永久运转的编造坚固性、原料耐久性等枢纽目标的安宁性和牢靠性数据仍旧亏损，实质安插危机难以凿凿评估，从而影响了大周围运用的推动速率。

　　我国碳捕集工夫的安插面对着代际量度寻事。我国碳捕集工夫安插涉及对上千个工业排放点源的改造，经营决议直至2060年。其优化决议是一个面向长周期的丰富编造工程，需归纳推敲我国差异发达阶段的碳减排需求、工业点源特征、根本步骤服役寿命、工夫锁定效应等身分。跟着碳捕集工夫改日将从第一代慢慢向第N代络续演进，其本钱、出力、实用性和可连接性等目标或者产生跃迁式变动，因而，务必从永久视角起程，安身多工夫主体态度，慎重量度工夫的代际抉择，规避工夫锁定危机，寻找一条永久本钱最优的碳捕集工夫安插道途。

　　碳捕集下游周围亟须冲破低本钱大周围二氧化碳高附加值转化工夫。将二氧化碳转化为高附加值化学品和液体燃料，既能成立经济效益，又能杀青境况效益，近年来已成为工夫研发的热门。但因为二氧化碳的化学本质和反映道途丰富，转化行使仍旧面对寻事。冲破高温高压境况的瓶颈并寻找适合的催化剂，是杀青二氧化碳高效资源化行使的焦点所正在。为此，需优化二氧化碳转化行使道途的组合，合理分拨各工夫道途的比例，同步探究光、电、热多场耦合工夫的发达，以及开辟有机酸、醇、酯等高附加值化学品的定向转化新途径，这些看待拓宽二氧化碳的运用周围、提拔其上游捕集症结的经济价钱拥有要紧旨趣。

　　我国碳捕集工夫仍缺乏连接有用的专项资金胀舞战略。只管已有战略指导，如国度发达变革委于2024年4月揭晓的《节能降碳主旨预算内投资专项管造想法》中提到，CCUS项目补贴占比可达20%，然而，看待碳捕集工夫的实际性补贴、针对性税收优惠等经济性胀舞步骤，正在力度和遮盖畛域上仍旧有限。非常是正在工夫研发和树模项目初期，战略资金帮帮力度不大，导致工夫先进怠缓，缺乏促使大周围运用的内敏捷力。

　　碳捕集联系模范与评估步骤学编造不圆满。只管我国已动手协议碳捕集工夫联系模范，但现有战略文献正在供给碳捕集项目整个诱导方面存正在亏损。目前，针对碳捕集工夫全进程的联合模范尚不圆满，大都模范仍处于草拟、网罗观点或审批阶段，并且地方模范和行业模范存正在不联合，或者导致工夫实践和评估模范正在差异区域和项目间存正在差别。其它，碳捕集项目标减排核算步骤尚未酿成联合的评估编造，缺乏对差异捕集工夫出力的定量评估模范，存正在碳减排量核算不凿凿、减排效益评估步骤差异等等题目，进而或者导致碳减排量的双重阴谋或漏算。针对碳捕集工夫的直接立法仍旧缺乏，现行境况司法编造尚未明晰将温室气体纳入污染物规模，进一步束缚了碳捕集工夫的执行和运用。

　　我国碳捕集项目尚未全盘融入墟市化机造。碳捕集工夫与碳墟市的毗连机造尚不明晰，缺乏有用的碳订价和排放权业务编造支柱，从而束缚了工夫的经济胀舞效应。正在墟市上，碳捕集产物的运用仍旧有限，碳捕集工夫的加装与运转或者导致原产物本钱上升10%~90%，以致二氧化碳转化的下游产物难以展示本钱上风。

　　碳捕集症结是决计CCUS项目投资和安插的枢纽。“十五五”时候，亟须加疾兼顾联系根本探求、工夫开辟、设备研造、集成树模和家当教育，全盘提拔我国碳捕集工夫水准与焦点角逐力。

　　强化碳捕集工夫革新编造的总体组织。当局应从顶层协议CCUS工夫发达专项战术，酿成与碳中和对象相连合的永久碳捕集工夫道道图，明晰各行业、各阶段的碳捕集工夫需求，兼顾工夫革新与家当转型。同时，尽疾启动碳捕集科技革新战术，设立专项资金声援枢纽工夫研发，创立碳捕集工夫家当定约，督促产学研深度协调，冲破碳捕集家当链枢纽症结的工夫瓶颈，促使工夫的周围化运用。

　　环绕碳捕集工夫瓶颈和虚弱症结，中心冲破一批枢纽根本表面和前沿工夫。针对现有碳捕集工夫能耗高、出力低和坚固性差的题目，创议中心冲破新型低能耗碳捕集原料的研发。其它，创议强化守旧CCUS工夫与风能、太阳能、氢能等可再生能源的集成耦合，探寻多能源编造的能量互补与时空协同，提拔编造出力和运用场景多样性。行使弃风弃光资源消亡碳捕集及气氛碳捕集的能耗瓶颈，并促使碳捕集与绿氢等家当协调发达，杀青资源优化摆设与低碳转型协同增效。

　　加大资金加入和战略声援力度，促使碳捕集工夫研发与运用。创议正在工夫发达初期加大对碳捕集项目标直接拨款力度，创立遮盖多行业、多工夫类型的专项税收抵免或碳捕集补贴战略，为企业投资供给永久胀舞，缓解工夫研发本钱压力，胀舞社会血本主动加入。进一步圆满碳排放业务编造，将碳捕集纳入碳排放业务墟市，给与其碳信用业务资历，并通过绿色债券和低息贷款等金融器械拓宽融资渠道。鞭策多能源编造协调与革新，促使碳捕集工夫与风能、太阳能、氢能等洁净能源的深度协同，优化能源摆设，普及碳减排出力，为低碳转型供给强有力支柱。

　　健康碳捕集工夫模范编造，加快补齐根本短板。为保证碳捕集步骤维持与运营的类型性、安宁性与环保性，国度层面需求针对子系行业协议碳捕集步骤的工夫模范和安宁类型，深化对其功能、运转出力及安宁性的评估与认证。促使地方当局协议配套地方性施行细则，确保碳捕集项目境况影响可控，规避潜正在的境况危机。强化碳捕集步骤的全性命周期禁锢，创立联合类型的碳减排核查与跟踪呈报机造，对碳捕集步骤的运转情状举行连接监测与评估。

　　强化碳捕集工夫料思与监测，提拔专利质地，优化根本探求偏向和前沿工夫组织。主动发展碳捕集前沿工夫料思及专利组织的深度探求，按期评估国表里工夫发达动态，科学指导研发偏向。聚焦碳捕集枢纽焦点工夫，构修永久工夫料思与监测编造，创立项目库与工夫库，识别CCUS工夫的枢纽科学与工程工夫题目。鞭策通过数字化与智能化工夫，如物联网、人为智能和区块链，提拔工夫及时监控和动态调控出力，普及专利质地和家当运用价钱，处理眼前我国碳捕集专利“量大质低”的题目。

　　将碳捕集工夫发达纳入国际协作战术，强化焦点工夫海表常识产权组织。主动强化与国际科研机构和企业的协作，将碳捕集工夫纳入多边、双边国际科技协作，基于国际视野促使我国碳捕集工夫研发和国际前辈工夫的引进、消化和再革新。着重强化海表专利组织，构修环球常识产权回护方式，普及碳捕集单项工夫及集成工夫的国际角逐力，促使我国CCUS工夫的环球化执行，打垮海表机构对枢纽工夫的垄断。