中国碳捕集利用与封存技术发展路线图思维导图
国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析
国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析目录一、内容概述 (2)1.1 背景与意义 (3)1.2 国际动态与趋势 (4)二、国际碳捕集、利用与封存发展战略 (5)2.1 全球碳减排目标与合作机制 (7)2.2 各国政府与企业战略布局 (8)2.2.1 政策支持与激励措施 (10)2.2.2 技术研发与应用推广 (11)2.3 碳市场建设与发展 (12)2.3.1 国际碳市场规则与影响 (13)2.3.2 国家间碳市场链接与协同 (15)三、国际CCUS技术态势分析 (16)3.1 碳捕集技术 (17)3.1.1 提高捕集效率与降低成本的途径 (18)3.1.2 新型捕集技术的研发与应用 (19)3.2 碳利用技术 (21)3.2.1 能源化利用技术 (23)3.2.2 生物能源与其他新型利用途径 (24)3.3 碳封存技术 (25)3.3.1 地质封存与管理技术 (27)3.3.2 海洋封存技术与应用前景 (28)四、挑战与机遇 (29)4.1 技术挑战与突破方向 (31)4.2 政策与市场机遇 (33)五、结论与建议 (34)5.1 总结与展望 (35)5.2 对策与建议 (37)一、内容概述本文档旨在全面分析国际碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，简称CCUS）的发展战略与科技态势。
随着全球气候变化问题日益严峻，减少温室气体排放已成为国际社会共同关注的焦点。
碳捕集技术作为减缓气候变化的重要手段之一，其重要性日益凸显。
本概述将简要介绍国际范围内碳捕集技术的发展背景、主要战略方向以及科技趋势。
介绍全球气候变化的背景和减少温室气体排放的国际压力，阐述碳捕集技术的重要性和紧迫性。
概述当前国际碳捕集技术的主要应用领域以及应用前景，分析国际碳捕集技术的几个主要战略发展方向，包括技术创新、政策支持、市场应用等方面。
重点分析国际碳捕集、利用与封存科技态势。
碳中和技术路线图（附图谱）
碳中和技术路线图（附图谱）近日，《北大金融评论》发布“双碳”目标下的技术路线图，包括减少碳排放和增加碳吸收2条主路线。
其中，减少碳排放包括能源结构调整、重点领域减排和金融减排支持3条路线，增加碳吸收又包括技术固碳和生态固碳2条路线。
如此逐级细化，得到完整技术路线图.为了便于阅读，将上图分成2部分（请横屏观看）。
能源电力说整理版本如下：10月24日中共中央、国务院下发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，这是我国目前出台的最顶层碳达峰碳中和工作意见，关于碳达峰中和技术，提到：开展低碳零碳负碳和储能新材料、新技术、新装备攻关。
低碳前沿技术：推进高效率太阳能电池、可再生能源制氢、可控核聚变、零碳工业流程再造等低碳前沿技术攻关。
深入研究支撑风电、太阳能发电大规模友好并网的智能电网技术。
加强电化学、压缩空气等新型储能技术攻关、示范和产业化应用。
加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用。
推广园区能源梯级利用等节能低碳技术。
推动气凝胶等新型材料研发应用。
推进规模化碳捕集利用与封存技术研发、示范和产业化应用。
日前教育部印发关于《高等学校碳中和科技创新行动计划》的通知，通知指出：加快碳减排关键技术攻关，加快碳零排关键技术攻关，加快碳负排关键技术攻关。
那低碳、零碳以及负碳技术具体是什么呢？根据教育部的文件：碳减排关键技术（低碳）：围绕化石能源绿色开发、低碳利用、减污降碳等开展技术创新，重点加强多能互补耦合、低碳建筑材料、低碳工业原料、低含氟原料等源头减排关键技术开发；加强全产业链/跨产业低碳技术集成耦合、低碳工业流程再造、重点领域效率提升等过程减排关键技术开发；加强减污降碳协同、协同治理与生态循环、二氧化碳捕集/运输/封存以及非二氧化碳温室气体减排等末端减排关键技术开发。
碳零排关键技术（零碳）：开发新型太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、核能等零碳电力技术以及机械能、热化学、电化学等储能技术，加强高比例可再生能源并网、特高压输电、新型直流配电、分布式能源等先进能源互联网技术研究。
我国碳捕集、利用和封存的现状评估和发展建议
我国碳捕集、利用和封存的现状评估和发展建议碳捕集、利用和封存（以下简称“CCUS”）技术是未来全球实现大规模减排的关键技术之一，也是我国实现长期绝对减排和能源系统深度低碳转型的重要技术选择。
2016年10月，国务院发布了《“十三五”控制温室气体排放工作方案》，提出“在煤基行业和油气开采行业开展碳捕集、利用和封存的规模化产业示范”、“推进工业领域碳捕集、利用和封存试点示范”，为我国下一步发展CCUS指明了方向。
本文在深入研究和调研的基础上，总结评估了“十一五”以来我国CCUS的发展状况，分析了我国推动CCUS发展面临的挑战，提出了中长期推动我国CCUS发展的思路和政策建议。
一、我国发展CCUS的重要意义CCUS是实现我国长期低碳发展的重要选择。
国际上将碳捕集与封存（以下简称“CCS”）1作为实现长期绝对减排的重要措施。
在国际能源署（IEA）的2℃情景下，到2050年，CCS将贡献1/6的减排量；2015-2050年间，CCS累计减排占全球总累计减排量的14%，其中中国CCS的减排贡献约占1/3。
根据西北太平洋实验室及中国科学院武汉岩土力学研究所的测算，中国当前有超过1600个大型CO2排放源，包括火电厂、水泥厂、钢铁厂等，技术上可实现的碳捕集量超过1 CCS与CCUS称呼略有不同但实质基本相同。
国际上常用CCS，主要包括三个环节，即对二氧化碳进行捕集、运输和地质封存；中国在此基础上，结合本国实际提出CCUS，在原有三个环节基础上增加了CO2利用环节，可将CO2资源化利用并产生经济效益，在现有技术发展阶段更具有实际操作性。
38亿吨CO2，而通过强化采油、驱煤层气和盐水层封存等方式可封存的容量分别为10、10和1000亿吨CO2。
此外，中国源汇匹配条件好，90%以上的大型碳源距潜在封存地在200公里以内。
CCUS是实现我国煤基能源系统低碳转型的必然选择。
我国能源结构以煤为主，虽然近些年国家已经采取了极为严格的控煤措施并取得了显著成效，但预计在未来相当长时间内，煤炭消费总量仍将维持相当规模。
碳捕捉利用与封存技术发展浅析
图1 CCUS 流程图CO 2的捕捉2的捕捉作为CCUS 技术发展的重点与前提，按照捕捉难度的不同可以分为燃烧后捕捉、燃烧前捕捉及燃烧中捕捉（富氧捕捉），技术路线如图2所示。
燃烧后捕捉将生物质燃料燃烧后气体与煤气等烟气净化后，在净化通道CO 2捕获装置，该方法捕获成功率高、基金项目：深水、绿色新能源及智能监检测技术可碳捕捉利用与封存技术发展浅析使用范围广，现已在炼厂、电厂得到广泛使用，但由于单位体积中烟气流速过快，CO 2在未被捕捉前易被空气所稀释，增加捕获难度。
燃烧前捕捉相对成本、效率而言是最具经济价值的捕捉方法。
该法通过将化石燃料气化为H 2与CO 混合气，再经过化学反应使转换为CO 2，利用吸附法将CO 2分离，是经典的水煤气转化流程具有极高的经济价值，但该技术仅限于水煤气循环发电系统且设备占地空间较大、前期投入成本较高等问题导致以此技术为基础项目投产较少，尚需更多项目进一步验证。
燃烧中捕捉（富氧燃烧）指化石燃料在高纯度、高体积分数氧气中进行燃烧，燃烧后主要产物为CO 2、H 他惰性产物。
水蒸气冷凝后通过低温闪萃提取得到纯度高～95%的CO 2，避免之后对CO 2的分离操作，分离消图2 碳捕捉路线图226研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2024.03（上）较快；低温蒸馏法简单易行,避免了外加吸附剂的使用但同时导致CO 2回收率低、回收消耗居高不下。
截至目前，虽然各种方法优缺点明显，但吸收法与吸附法在我国CCUS 项目中国已经得到较多利用，具有较高的经济发展空间。
（2）化学法。
根据分离技术的不同，化学法可进一步划分为溶剂吸收法、吸附法、膜吸收法、电化学法以及水合物法。
其中吸收法工业化成熟、自主性好、吸收效率高但吸收剂消耗较高、损失明显且前期设备投资较大；吸附法工艺简单易懂、具有明显针对性、去除CO 2效率较高但吸附能力受吸-解吸次数、温度等因素影响较大；膜吸收法吸收膜表面与CO 2接触面积较大、自主吸附能力较高但构成膜材料自身持久性较差；电化学法技术较为普遍且费用较低但高温环境下耐蚀电极材料选材需要极为谨慎；水合物法成本低，工艺简单且原理上没有第三产物生成，但其常温下对装置便具有极强腐蚀性，装置材料成为该法的主要限制因素。
碳捕集与封存( CCS)简介
碳捕集与封存（CCS）简介碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称CCS）是指将大型发电厂、钢铁厂、水泥厂、化工厂等排放的二氧化碳收集起来并封存而与大气隔绝的一种技术。
CCS是为了实现温室气体减排、应对全球气候变化而开发的一项新技术，其重要意义在Array于：它是在继续利用煤、石油等化石能源的同时实现CO2近零排放的唯一有效技术。
CCS技术包括CO2捕集、运输以及封存三个环节，每个环节都已有成熟技术，但在串联起来应用于大规模CO2减排时尚需要通过各种途径降低成本，包括进行技术改造和将所捕集的一部分CO2提供利用，如用于提高石油采收率等。
二氧化碳捕集二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuelcombustion）、燃烧后捕集（Post-combustion）。
燃烧前捕集目前主要采用IGCC（整体煤气化联合循环）发电系统。
其过程是在燃烧之前将煤气化成煤气并净化除去CO2、H2S、NOx及粉尘等，再将煤气分离得到得到H2和CO2。
H2作为燃气轮机的燃料，CO2经脱水和压缩后提供封存。
伴生的高温废气再利用来产生蒸汽供蒸汽轮机发电。
该技术的捕集系统小，效率高、用水少、环保（同时实现脱碳、脱硫、脱硝和除尘），还可与煤化工相结合，实现电、热、化工产品（氢气、甲醇、烯烃）等多联产。
IGCC的研发已列入我国“十一五”发展规划纲要和863计划重大项目。
富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，将空气中占大比例的氮气（N2）脱除，直接采用高浓度的氧气（O2）与抽回的部分烟气的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体，可以直接进行处理和封存。
该技术目前尚处于研发阶段，最大的难题是制氧技术的投资和能耗太高。
燃烧后捕集在传统工业排放的烟道气中捕集CO2。
目前常用的CO2分离技术主要有化学吸收法（利用酸碱Array性吸收）和物理吸收法（变温变压吸附），而膜分离法也发展很快，在能耗和设备紧凑性方面具有巨大潜力。
CCUS(碳捕获)专项规划
“十二五”国家碳捕集利用与封存科技发展专项规划碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是一项新兴的、具有大规模二氧化碳减排潜力的技术，有望实现化石能源的低碳利用，被广泛认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术之一。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》（以下简称《科技纲要》）将“主要行业二氧化碳、甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术”列入环境领域优先主题，并在先进能源技术方向提出“开发高效、清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发利用技术”；《国家“十二五”科学和技术发展规划》（以下简称《规划》）提出“发展二氧化碳捕集利用与封存等技术”。
《中国应对气候变化科技专项行动》、《国家“十二五”应对气候变化科技发展专项规划》均将“二氧化碳捕集、利用与封存技术”列为重点支持、集中攻关和1示范的重点技术领域。
为贯彻落实《科技纲要》和《规划》的部署，配合国务院《“十二五”控制温室气体排放工作方案》有效实施，统筹协调、全面推进我国二氧化碳捕集、利用与封存技术的研发与示范，特制订《国家“十二五”碳捕集、利用与封存（CCUS）科技发展专项规划》。
一、形势与需求（一）碳捕集、利用与封存是应对全球气候变化的重要技术选择全球气候变化问题日益严峻，已经成为威胁人类可持续发展的主要因素之一，削减温室气体排放以减缓气候变化成为当今国际社会关注的热点。
有关研究显示，未来几十年化石能源仍将是人类最主要的能量来源，要控制全球温室气体排放，除大力提升能源效率、发展清洁能源技术、提高自然生态系统固碳能力外，CCUS技术将发挥重要的作用。
IPCC估算，全球CO2地质封存潜力至少为2000亿吨，到2020年全球CO2捕集潜力为26-49亿吨/年。
2（二）世界主要国家均将碳捕集、利用与封存技术作为抢占未来低碳竞争优势的重要着力点近年来，世界主要发达国家都投入大量资金开展CCUS研发和示范活动，制定相应法规、政策以实现在全球低碳竞争中占得先机，并在八国集团、碳收集领导人论坛、清洁能源部长会议等多边框架下推动该技术的发展。
二氧化碳捕集、利用与封存技术20160404
二氧化碳捕集、利用与封存技术20160404二氧化碳捕集、利用与封存技术调研报告一、调研背景为减缓全球气候变化趋势，人类正在通过持续不断的研究以及国家间合作，从技术、经济、政策、法律等层面探寻长期有效地减少以二氧化碳为主的温室气体排放的解决途径。
中国作为一个发展中国家，在自身扔面临发展经济、改善民生等艰巨情况下仍然对世界做出了到2020年全国单位国内生产总值CO2放比2005年下降40%至45%的承诺，这将会给中国的能源结构产生深渊的影响，也将会给经济发展带来一场深刻的变革。
二、CCUS技术与CCS技术对比CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕获与封存）技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段。
潜在的技术封存方式有：地质封存（在地质构造种，例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造），海洋封存（直接释放到海洋水体中或海底）以及将CO2固化成无机碳酸盐。
CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕集、利用与封存）技术是CCS技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。
与CCS相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。
中国的首要任务是保障发展，CCS技术建立在高能耗和高成本的基础上，该技术在中国的大范围推广与应用是不可取的，中国当前应当更加重视拓展二氧化碳资源性利用技术的研发。
三、二氧化碳主要捕集方法目前主流的碳捕集工艺按操作时间可分为3类———燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集（燃烧中捕集）。
三者个有优势，却又各有技术难题尚待解决，目前呈并行发展之势。
燃烧前捕集技术以煤气化联合循环（IGCC）技术为基础，先将煤炭气化呈清洁气体能源，从而把二氧化碳在燃烧前就分离出来，捕进入燃烧过程。
“十二五”国家碳捕集利用与封存科技发展专项规划
２ 现 状及趋 势
全球 气 候 变 化 问 题 日益 严 峻 ， 已 经 成 为 威 胁
人 类 可持 续 发 展 的 主 要 因 素 之 一 ， 削 减 温 室 气 体 排 放 以减 缓气 候 变 化 成 为 当今 国 际社 会 关 注 的热 点 。有 关 研 究 显 示 ， 未 来 几 十 年 化 石 能 源 仍 将 是 人类最主要 的能量来 源 ， 要 控 制 全 球 温 室 气 体 排 放， 除 大力 提 升 能 源 效 率 、 发展 清洁 能源技 术 、 提
效 实施 ， 统筹 协调 、 全 面 推 进 我 国二 氧 化 碳 捕集 、 利
合作平台， 推动技术 的发展和应用。南非、 巴西等新 兴经济体也启动了相关研究。
１ ． ３ 发展 和储 备碳捕 集 、 利 用与封存技 术将 为我 国
低 碳绿 色发展 和应 对 气候 变化提 供技 术 支撑
当前 ， Ｃ Ｃ Ｕ Ｓ技 术 仍 存 在 高 成 本 、 高 能耗 、 长 期
高 自然生态系统 固碳能力 外 ， Ｃ Ｃ Ｕ Ｓ技术将发挥重 要 的作用。Ｉ Ｐ Ｃ Ｃ估算 ， 全球 Ｃ Ｏ ： 地质封存潜 力至
少为 ２ ０ ０ ０亿 吨 ， 到２ ０ ２ ０年 全 球 Ｃ Ｏ 捕 集 潜 力 为 ２ ６—４ ９亿 吨／ 年。
１ ． ２ 世 界 主要 国 家均将 碳捕 集、 利 用与封存 技 术作
安全性和可靠性有待验证等突出问题 ， 需通过持续
的研发 和集成 示 范 提高 技术 的成熟 度 。我 国 Ｃ Ｃ Ｕ Ｓ
技术链各环节都已具备一定 的研发基础， 但各环节 技术发 展不 平衡 ， 距 离规 模化 、 全流 程示范应 用仍存
发高效 、 清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发