我国碳捕集与封存技术应用前景分析
碳捕集 利用和封存技术发展现状及应用展望
在吸收剂研发方面，研究者们致力于寻找高效、稳定的吸收剂，以实现二氧化 碳的高效吸收和低能耗分离。例如，氨基甲酸盐、碳酸钾等碱性吸收剂在低浓 度二氧化碳环境下仍能保持较高的吸收效率。此外，一些新型吸收剂如金属有 机骨架（MOFs）材料也展现出了良好的性能。
在吸附剂性能优化方面，活性炭、沸石等吸附剂因具有较高的吸附容量和选择 性能，被广泛应用于二氧化碳的吸附分离。通过改进吸附剂的孔结构、表面性 质等，可进一步提高其吸附性能。此外，研究者们还探索了复合吸附剂、负载 型吸附剂等新型吸附剂体系。
三、碳捕集、利用和封存技术的 应用展望
随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，CCUS技术在未来将具有广阔的应用前 景。
1、电力行业：在电力行业中，CCUS技术可以用于提高发电效率并降低温室气 体排放。特别是在燃煤电厂中，CCUS技术可以有效地减少CO2排放。
2、工业部门：工业部门是温室气体排放的重要来源之一。CCUS技术可以用于 处理工业排放的废气，尤其是钢铁、化工、石油等重工业领域。通过使用CCUS 技术，这些企业可以减少对环境的影响并提高其产品的竞争力。
在地质封存方面，研究者们通过评估不同地质构造的封存潜力及安全性，实现 二氧化碳的高效注入和长久封存。例如，利用枯竭油气田或煤层作为封存场所， 可实现大量二氧化碳的长期封存。
在海洋封存方面，研究者们通过研究海洋环境及生物地球化学循环规律，实现 二氧化碳的高效溶解和海底封存。例如，将二氧化碳注入深海底部或海山区域， 可实现二氧化碳的长久封存和海洋环境修复。
在分离工艺改进方面，研究者们致力于开发高效、节能的分离工艺，以满足不 同工业过程的需求。例如，膜分离技术具有设备简单、操作方便等优点，被广 泛应用于二氧化碳的分离过程中。此外，新型分离工艺如化学循环汽化吸收法 主要是将捕获的二氧化碳转化为有价值的化学品或燃料，以实现碳 资源的循环利用。目前，碳利用技术的研究主要集中在光催化、电催化、生物 催化等领域。
碳捕集技术的研究与应用前景
碳捕集技术的研究与应用前景在全球气候变化的大背景下，减少温室气体排放已成为当务之急。
而碳捕集技术作为一项重要的应对策略，正受到越来越多的关注和研究。
碳捕集技术，简单来说，就是将二氧化碳从工业生产、能源利用等过程中分离出来，然后进行储存或利用，以减少其向大气中的排放。
这一技术的发展对于缓解气候变化、实现碳中和目标具有重要意义。
目前，碳捕集技术主要包括燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集等几种方式。
燃烧后捕集是在燃烧过程完成后，从烟道气中分离二氧化碳。
这种方法适用于现有的大多数发电厂和工业设施，但面临着成本较高、能耗较大等挑战。
例如，化学吸收法是燃烧后捕集常用的技术之一，通过让烟道气与化学吸收剂接触，吸收剂选择性地吸收二氧化碳，然后通过加热等方式将二氧化碳释放出来。
然而，吸收剂的再生过程需要消耗大量的能量。
燃烧前捕集则是在燃料燃烧之前，将其转化为氢气和二氧化碳，然后分离二氧化碳。
这种方法通常与整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术相结合，具有较高的捕集效率，但技术复杂度和成本也相对较高。
富氧燃烧捕集是通过使用纯氧或富氧空气进行燃烧，从而产生高浓度的二氧化碳尾气，便于后续的捕集。
不过，这需要对燃烧系统进行大规模改造，并且氧气的制备也需要消耗不少能源。
尽管碳捕集技术在实际应用中还面临着诸多困难和挑战，但它的潜力和前景依然十分广阔。
从能源领域来看，碳捕集技术可以应用于传统的火力发电厂。
通过对现有电厂进行改造，安装碳捕集设备，能够在一定程度上减少其碳排放。
这对于那些在短期内无法完全被可再生能源替代的火力发电来说，是一种可行的过渡方案。
在工业生产中，钢铁、水泥、化工等行业都是二氧化碳的排放大户。
采用碳捕集技术，可以降低这些行业的碳排放强度，促进其向绿色低碳转型。
例如，钢铁行业中的高炉煤气和转炉煤气中含有大量的二氧化碳，通过合适的捕集技术，可以将其回收利用。
除了减少排放，捕集到的二氧化碳还可以有多种用途。
一方面，二氧化碳可以被注入地下，用于提高石油采收率（EOR）。
碳捕集与封存技术的现状与挑战
碳捕集与封存技术的现状与挑战在全球气候变化的大背景下，减少温室气体排放已成为当务之急。
碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称 CCS）技术作为一种重要的减排手段，近年来受到了广泛的关注。
本文将探讨碳捕集与封存技术的现状，并分析其面临的挑战。
一、碳捕集与封存技术的原理碳捕集与封存技术主要包括三个环节：碳捕集、碳运输和碳封存。
碳捕集是指将二氧化碳从工业排放源（如发电厂、钢铁厂、水泥厂等）中分离出来的过程。
目前主要的碳捕集技术有燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。
燃烧后捕集是在燃烧过程完成后，从烟道气中捕集二氧化碳；燃烧前捕集则是在燃料燃烧前将其转化为氢气和二氧化碳，然后分离出二氧化碳；富氧燃烧捕集是采用高浓度氧气进行燃烧，从而产生高浓度的二氧化碳，便于捕集。
碳运输是将捕集到的二氧化碳通过管道、船舶或公路槽车等方式输送到封存地点。
碳封存则是将二氧化碳注入地下深处的地质构造中，如枯竭的油气田、深部盐水层等，使其长期与大气隔离。
二、碳捕集与封存技术的现状（一）技术进展经过多年的研究和发展，碳捕集与封存技术在某些方面取得了显著的进步。
燃烧后捕集技术中的化学吸收法不断优化，提高了二氧化碳的捕集效率和降低了成本。
同时，新型的吸附材料和膜分离技术也在研发中，有望进一步提高捕集效果。
在碳运输方面，管道运输技术相对成熟，但对于长距离和大规模的运输，还需要解决一些工程和安全问题。
碳封存的地质评估和监测技术也在不断改进，以确保二氧化碳的安全封存。
（二）示范项目全球范围内已经建立了一些碳捕集与封存的示范项目。
例如，挪威的 Sleipner 项目是世界上第一个大规模的二氧化碳封存项目，自 1996 年以来，已经成功将超过 1000 万吨的二氧化碳封存在北海的海底盐水层中。
美国的 Petra Nova 项目采用燃烧后捕集技术，每年可捕集约 140 万吨二氧化碳，并将其用于提高石油采收率。
中国也在积极推进碳捕集与封存技术的示范项目，如神华集团在鄂尔多斯的 10 万吨/年二氧化碳捕集与封存示范项目。
碳捕集与封存技术的研究与应用
碳捕集与封存技术的研究与应用随着全球温室气体排放问题的不断加剧，碳捕集与封存技术成为了控制气候变化的重要手段。
本文将从碳捕集与封存技术的定义、研究进展、应用前景等方面进行论述，并探讨该技术在未来的发展方向。
一、碳捕集与封存技术的定义碳捕集与封存技术（Carbon Capture and Storage, CCS）是指将二氧化碳从工业排放源或大气中捕获，并将其永久地封存在地下储存库中的一种技术。
该技术主要包含三个步骤：捕集、运输和封存。
二、碳捕集与封存技术的研究进展随着对气候变化认识的不断深入，碳捕集与封存技术的研究也在不断发展。
目前主要的研究方向包括以下几个方面：1. 捕集技术捕集技术是碳捕集与封存技术中的关键环节，其主要方法包括化学吸收、物理吸附、膜分离和生物吸收等。
化学吸收是目前应用最广泛的捕集技术之一，其利用胺类化合物与二氧化碳发生反应，将其从气体中吸收出来。
物理吸附则是利用多孔材料如活性炭等将CO2吸附在表面上。
膜分离则是通过膜的选择性透过性对CO2进行分离。
生物吸收则借助于微生物的作用将二氧化碳转化为有价值的产品。
2. 运输技术碳捕集后的二氧化碳需要进行运输到封存地点，运输技术主要包括管道输送、船运和气体储存等。
管道输送是目前最常用的运输方式，其具有输送量大、成本低等优势。
船运则适用于远距离的二氧化碳运输，但其成本较高。
气体储存可以将二氧化碳压缩成液态或固态，便于运输和储存。
3. 封存技术封存技术是将捕集到的二氧化碳安全地储存在地下储存库中。
目前常用的封存技术有地下注入和海洋封存。
地下注入是将二氧化碳储存在地下岩层中，例如地下盐水层、油气田等。
海洋封存则是将二氧化碳储存在深海中，但其对海洋生态环境的影响尚需进一步研究。
三、碳捕集与封存技术的应用前景碳捕集与封存技术具有重要的应用前景，可以在一定程度上减少温室气体排放并控制气候变化。
其主要应用领域包括以下几个方面：1. 电力行业电力行业是二氧化碳排放的主要来源之一，采用碳捕集与封存技术可以将排放的二氧化碳捕集并封存，减少对大气的释放。
什么是碳捕集和储存技术有何应用前景
什么是碳捕集和储存技术有何应用前景在全球气候变化的大背景下，减少温室气体排放已成为当务之急。
碳捕集和储存技术（Carbon Capture and Storage，简称 CCS）作为一项具有潜力的应对策略，逐渐受到广泛关注。
那么，究竟什么是碳捕集和储存技术呢？简单来说，碳捕集和储存技术是指将工业和能源生产过程中产生的二氧化碳分离、收集起来，并将其运输到一个合适的地点进行长期封存，以阻止其进入大气。
碳捕集技术主要分为三类。
第一种是燃烧前捕集，这种方法适用于以煤气化为基础的发电站。
在燃烧前，先将煤炭等燃料转化为合成气，主要成分是一氧化碳和氢气，然后通过化学反应将一氧化碳转化为二氧化碳，并进行分离和捕集。
第二种是燃烧后捕集，这是目前应用最广泛的技术。
它是在燃料燃烧后，从烟道气中分离出二氧化碳。
常用的方法包括化学吸收法、物理吸附法等。
化学吸收法通常使用胺类溶剂来吸收二氧化碳，然后通过加热等方式将二氧化碳释放出来，实现溶剂的再生和循环利用。
物理吸附法则是利用具有高比表面积的吸附剂，如活性炭、沸石等，来吸附二氧化碳。
第三种是富氧燃烧捕集，通过使用高纯度的氧气来代替空气进行燃烧，从而产生高浓度的二氧化碳尾气，便于后续的捕集和处理。
完成二氧化碳的捕集后，接下来就是储存环节。
二氧化碳的储存方式主要有地质储存、海洋储存和矿物碳化储存等。
地质储存是将二氧化碳注入到地下的地质构造中，如枯竭的油气田、深部盐水层等。
这些地质构造具有良好的密封性，可以长期储存二氧化碳。
海洋储存则是将二氧化碳直接注入到海洋中，但这种方法可能会对海洋生态系统产生潜在的影响，因此还需要进一步的研究和评估。
矿物碳化储存是利用二氧化碳与某些金属氧化物反应，生成稳定的碳酸盐矿物，从而实现二氧化碳的长期储存。
那么，碳捕集和储存技术有着怎样广阔的应用前景呢？首先，对于电力行业来说，传统的火力发电站在发电过程中会产生大量的二氧化碳。
通过采用碳捕集和储存技术，可以显著减少这些发电站的碳排放，使其在未来的能源结构中继续发挥一定的作用，同时为向清洁能源的过渡争取时间。
碳捕集与封存技术的研究与应用
碳捕集与封存技术的研究与应用碳捕集与封存技术是近年来备受关注的新兴领域，其主要目标是通过捕集和封存二氧化碳等温室气体，减少其进入大气中的数量，从而遏制全球气候变化。
本文将就碳捕集与封存技术的研究与应用进行较为全面的讨论和分析。
一、碳捕集与封存技术的定义及发展历程碳捕集和封存技术是指将大气中的二氧化碳、甲烷等温室气体捕集并封存于地下或其它介质中的技术方法。
这一技术的发展可以追溯到上个世纪70年代。
首先，科学家们试图将二氧化碳吸收在其它物质中，以避免其进入大气。
这个时候的主要研究方向是化学吸收。
但是，这种方法往往存在效率低下、成本高昂等问题，因此成为了限制其发展的瓶颈。
1985年，美国科学家安德鲁·布兰尼斯特（Andrew Boone Squires）首次提出了将二氧化碳封存在水合物中的方法，却仍然存在缺陷。
90年代以来，碳捕集与封存技术迎来了快速发展，尤其是由于全球气候变化问题的日益严重，在许多发达国家得到了广泛的关注和投资。
随着技术的不断进步与完善，煤电厂、发酵工业、油田和天然气田等行业已经开始将碳捕集与封存技术广泛应用于生产过程中。
二、碳捕集与封存技术的原理碳捕集技术主要分为物理吸附、化学反应和生物吸附三种方式，常用的捕集材料包括活性炭、分子筛、氨基硅胶和聚酰胺等。
其中，物理吸附是最常用的方式，可以将温室气体吸附于固定的吸附剂中。
化学反应则通常利用化学剂或酸碱溶液使温室气体与吸附剂发生反应，产生固态沉淀物或液态溶液，从而将温室气体去除。
生物吸附则将酵母、藻类、细菌等微生物应用于工业废气中，通过微生物的代谢活动将温室气体去除或转化。
封存则通常是将捕集好的温室气体封存于地下洞穴、储气库、洋面下方的水合物中等，或将其直接注入到地图下的油气层中，形成甲烷水合物，从而达到减少温室气体排放的目的。
三、碳捕集与封存技术的优缺点优点：碳捕集和封存技术可以通过减少温室气体排放来保护环境，减缓气候变化。
二氧化碳捕集利用和封存技术发展现状与应用前景
二氧化碳捕集利用和封存技术发展现状与应用前景二氧化碳（CO2）是最主要的温室气体之一，对全球气候变化产生重大影响。
因此，减少CO2排放和寻找其利用途径已成为全球共同关注的问题。
二氧化碳捕集利用和封存（CCUS）技术是一种关键的解决方案，旨在将CO2捕获、利用或封存，以减少其对大气的释放。
本文将分析CCUS技术的发展现状，并探讨其在未来的应用前景。
目前，CCUS技术主要包括CO2捕获、CO2利用和CO2封存三个方面。
首先，CO2捕获是CCUS技术的关键环节，用于从工业排放和能源生产等过程中捕获CO2。
目前，主要的CO2捕获技术包括物理吸收、化学吸收、膜分离和固体吸附等。
这些技术具有各自的优缺点，需要根据具体应用情况选择适当的技术。
其次，CO2利用技术将被捕获的CO2转化为有价值的化学品或燃料。
例如，利用CO2合成甲醇、氨、石油和石化产品等。
此外，CO2还可以用于增强油田采油，被注入到油井中以提高原油的回收率。
这些利用途径不仅可以减少CO2排放，还能创造经济价值。
最后，CO2封存技术将被捕获的CO2安全地储存起来，避免其进入大气。
目前，主要的CO2封存方法包括地下封存和海洋封存。
地下封存通常将CO2注入地下盐岩层或其他地质层中，以实现长期稳定存储。
海洋封存则将CO2封存在深海或海底沉积物中。
尽管CO2封存技术旨在安全地固定CO2，但仍需要对潜在风险进行充分评估，以确保环境没有受到负面影响。
当前，CCUS技术在全球范围内得到越来越多的关注和应用。
一些国家和地区已经开始推动CCUS技术的发展，并在建设大规模CCUS项目。
例如，挪威的萨克森加项目是最大的欧洲CCUS项目之一，旨在捕获并封存每年400万吨CO2。
类似的项目还在美国、加拿大、中国和其他许多国家进行中。
未来，CCUS技术有望在多个方面发挥重要作用。
首先，它将帮助实现可持续发展目标，减少温室气体排放，降低对化石燃料的依赖。
其次，CCUS技术可以促进工业和能源行业的转型，推动绿色经济的发展。
碳捕集与封存技术的发展现状与未来趋势分析
碳捕集与封存技术的发展现状与未来趋势分析随着全球变暖和气候变化的威胁日益严重，碳捕集与封存技术成为了减少温室气体排放的重要手段。
碳捕集与封存技术，简称CCS，是指通过将二氧化碳从工业排放源捕集出来，并将其储存于地下或其他地方，以防止其释放到大气中。
本文将分析碳捕集与封存技术的发展现状与未来趋势。
一、碳捕集与封存技术的现状1. 技术成熟度不高目前，碳捕集与封存技术的成熟度尚不高。
虽然已经有一些CCS项目在全球范围内进行，但仍面临诸多挑战。
例如，碳捕集技术的高成本、能源消耗和技术可行性等问题限制了其大规模应用。
2. 缺乏政策支持与其他清洁能源技术相比，碳捕集与封存技术缺乏足够的政策支持。
尽管一些国家和地区出台了相关政策和法规鼓励CCS的发展，但整体来说，政策支持力度还不够。
这意味着在经济上，碳捕集与封存技术目前仍缺乏竞争力。
3. 地质封存技术的局限性碳捕集与封存技术主要依赖于地质封存技术，即将二氧化碳永久储存在地下。
然而，地质封存存在一些潜在的风险，如地下渗漏和地震等。
这些风险可能对环境和公众安全产生不利影响，因此需要加强监管和评估。
二、碳捕集与封存技术的未来趋势1. 技术创新与成本降低未来，碳捕集与封存技术将更加关注技术创新和成本降低。
随着技术的进步，碳捕集技术可能变得更加高效和经济，从而提高其可行性和可接受性。
例如，利用新材料和低能耗方法可以降低碳捕集过程的成本。
2. 多元化碳封存方法除了地质封存外，未来还可能出现更多的碳封存方法。
例如，利用生物降解材料将二氧化碳转化为有机化合物，或者将其转化为建筑材料等。
这将进一步提高碳捕集与封存技术的灵活性和可持续性。
3. 政策与国际合作的加强为了推动碳捕集与封存技术的发展，政策和国际合作将发挥重要作用。
各国政府可以提供更多的财政和税收激励，鼓励企业和机构在碳捕集与封存技术上投资。
同时，国际合作可以推动技术转让和经验分享，加速技术的发展和应用。
4. 全球碳市场的建立未来，建立全球碳市场可能成为促进碳捕集与封存技术发展的重要机制。
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石油石化节能与减排
3.2 存在的主要问题 目前，CCS各单项技术都已成熟，并均已经
过工业试验，建立了可长期运行的示范装置。但 是，世界上还没有成功的商业化运行CCS装置。 主要原因在于成本过高和没有成熟的政策体系。 3.2.1 成 本
CCS将二氧化碳从物料流中提取出来，并进 行封存，减排成本较高。根据美国《油气杂志》 的测算，CCS对电厂烟气中的二氧化碳捕集率达 到90%，减排成本在300 元/吨 到500 元/吨 [6]。
状态 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 运行 在建 在建 在建 在建 计划 计划 计划
靠政策支持难以迅速发展。 中国对于CCS技术的了解和关注程度非常
高，目前已经拥有了具有自主知识产权的二氧 化碳捕集技术。中石化南化公司研究院开发了低 分压（烟道气等）二氧化碳捕集技术，截至2009 年末，国内采用该技术进行二氧化碳捕集利用 的工业企业已有20多家，年捕集高纯度二氧化碳 100×104多吨。大连理工大学的低温甲醇洗技术 可用于燃烧前的二氧化碳捕集，目前已经在30多 套化肥装置上得到应用，未来可用于CCS项目。
收稿日期：２０１１－０２－２８ 作者简介: 闵 剑，男，工程师，清华大学项目管理工程硕 士，从事石化项目可行性研究评估、项目规划咨询等。
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石油石化节能与减排
氧化碳分压较低的烟气，以化学吸收为主，缺点
是溶剂再生能耗较高。
富氧燃烧是用纯氧或富氧气源代替空气参与
燃料燃烧，使烟气中二氧化碳浓度大大提高，可
工业化方面，我国通过973计划支持中国石油 和北京大学进行CCS的工业试验，将长春气田天然 气中22%的二氧化碳分离到3%以下，捕集的二氧 化碳埋藏到大情字油田，实施强化采油，首次完 成从捕集到封存的工业化试验。2008年6月到2009 年下半年，该项目已经注入了10 kt 二氧化碳[5]。 华能集团在北京高碑店和上海市洞口电厂分别开 展了3 000 t/a 和100 kt/a 规模的燃烧后捕集的工业 化示范。高碑店电厂CCS项目由华能与澳大利亚 合作开展，于2008年开始运行。项目采用中国石 化南化研究院低分压二氧化碳捕集技术进行燃烧
尽管国外在二氧化碳地质封存方面已有多年 的经验，但仍然存在泄漏的风险，必须建立检测 系统，以有效的监测手段对封存效果进行检查。
目前CCS监测的主要内容有：① CO2注入速 率、注入压力和地层压力监测；② 井孔完整性 监测；③ 储层地球化学监测；④ 深部C02运移的 监测；⑤ 匀浅部含水层监测；⑥ 包气带和地表 监测等。
捕集方式 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 富氧燃烧 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 燃烧后 富氧燃烧 燃烧前
建成年代 1978 1982 1991 2000 2000 2000 2004 2006 2008 2008 2009 2009 2009 2010 2011 2011 2011 2011 2014 2015 2015
２ 碳捕集与封存（ＣＣＳ）技术 CCS是将能源工业和其他行业生产活动产生
的二氧化碳分离，并运输到储存地点，使其长期 与大气隔绝的过程。CCS过程由捕集、运输、封 存和监测四个部分组成。 2.1 捕 集
二氧化碳捕集分为燃烧后捕集、富氧燃烧、 燃烧前捕集以及化学链燃烧等四种类型。
燃烧后捕集主要通过化学溶剂、吸附和膜分 离等方法将化石燃料燃烧后的烟气中的二氧化碳 分离出来，其中化学溶剂吸收方法是目前较为普 遍采用的燃烧后捕集技术。其捕集特点适用于二
数据来源：主要为参考文献［１］ 。
表 １ 世界主要的ＣＣＳ项目
规模 ／ ｋｔ．ａ－１ 300
350～400 100～120
2 000 2 800 t/d
55 1 200 7 000
3 10 60 100 100 10 100 30 100～150 150 2 000 2 750 2 300～ 2 800
氧化碳。然后可通过低温甲醇洗等工艺将合成气
中较高浓度的二氧化碳收集起来进行储存。其捕
集特点为基本采用物理溶剂吸收，二氧化碳在物
流中的分压较高，较易分离。
化学链燃烧是采用金属氧化物作为载氧体，
同含碳燃料进行反应，金属氧化物在氧化反应器 和还原反应器中循环[3]。在还原反应器中金属与
空气中的氧气反应生成氧化物，形成载氧体，该
影响CCS成本的因素包括：投资、规模效 应、装置利用率、能源成本、运输距离、二氧 化碳长期储存和监测等。文中参考各种文 4 900 kt，捕集量为4 800 kt）进行估算，在装置 开工率为86%，运输距离为300 km 并进行陆上封 存的情况下，成本构成为捕集70%（其中投资约 占50%），输送11%，储存和检测19%[6] 见图 1。
（0PEC）等在内的全球主要能源研究机构,以及积 极倡导碳减排的组织和国家已经一致将CCS技术 作为未来的主要碳减排技术。国际能源署认为到 2050年CCS对温室气体减排的贡献可达到20%[2]， 仅次于依靠技术进步提高能源效率带来的减排。 理论上中国可用于CCS的二氧化碳地质存储容量 可达到31 200×108 t，是2004年中国二氧化碳排放 量的500多倍[1]。我国CCS技术也已进入工业示范 阶段，具备了实施CCS的初步条件。
３ ＣＣＳ产业状况
3.1 现 状 按照澳大利亚全球CCS研究所的统计，目前
世界上运行、在建和计划中的CCS项目有270个左 右，其中70个达到每年封存超过1 000 kt二氧化 碳的商业级规模。但是真正商业化项目不超过10 个，并且主要集中在油气生产领域，因为油气领 域的CCS项目可将捕集到的二氧化碳用于提高油 气采收率，从而更具经济性。世界主要的CCS项 目见表 1。其中比较成功的为美国大平原合成燃 料厂2 000 kt/a二氧化碳封存项目（用于加拿大韦 本油田强化采油）和挪威北海天然气中二氧化碳 封存于海底盐水层项目。尽管国外对CCS热情很 高，但是CCS成果不能计入减排量，没有相应的 商业运行机制如联合减排、清洁发展机制等，仅
１ 背 景
国际社会普遍认为，二氧化碳是导致全球气 候变暖的最主要污染物，而二氧化碳排放主要来 自化石燃料的使用。我国对煤炭这种高二氧化碳 排放强度能源的依赖度较高，近年来煤化工发展 迅速，已经成为世界最大的合成氨与甲醇生产国 （其中70%左右以煤炭为原料），是煤制烯烃、 煤制二甲醚、煤制油等煤化工规模最大、发展最 快的国家。同时，我国人口众多，能源需求大， 导致二氧化碳排放总量较高。根据中国科学院和 美国能源部的一项联合研究，我国有1 623个年排 放量超过100 kt 的排放源[1]。
全球来看，为了确保到2050年将平均气温 增长控制在2℃以下，需要在1990年水平上减少 50%的二氧化碳排放量。而在国内，减排目标 为“到2020年,中国单位国内生产总值二氧化碳 排放比2005年下降40%～45%”。为实现上述目 标，人们需要采取各种措施，其中碳捕集与封存 （CCS）是一个可供选择的重要手段。CCS是应对 温室气体导致的气候变化的一种措施，是节约能 源、能源结构低碳化之外的一种较有前景的温室 气体减排措施。其减排潜力巨大，是人们实现共 同减排目标的不可缺少的手段。目前该技术在全 球各地受到了广泛重视，包括国际能源署(IEA)、 国际能源论坛秘书处(IEF)、石油输出国组织
达到80%～98%，易于进一步提纯和储存。其捕
集特点是烟气中二氧化碳浓度较高，其它杂质主
要为水，只要经过干燥、压缩、脱硫等过程就可
得到高纯度二氧化碳。缺点是富氧燃烧反应温度
较高，对燃烧器与烧嘴的材质要求较高，锅炉系
统投资相对较高。
燃烧前捕集是先将化石燃料通过气化反应生
成合成气，再进一步通过变换反应生成氢气和二
锅炉要求较高。化学链燃烧技术还没有进行工业
试验，目前距离应用还有不小的距离。
2.2 运 输
CCS中，二氧化碳的运输方式主要分为管道
运输和轮船运输。管道运输是普遍采用的运输方
- 22 -
☆ ２０１１年 第１卷 第２期 ☆
式，也是未来大规模CCS项目适用的运输方式。 轮船运输主要用于二氧化碳储存地点较远的海底 封存。此外，少数小型示范项目也采用货车与火 车运输。 2.3 封 存
金属氧化物进入氧化反应器中释放出氧气并与含
碳燃料燃烧。由于还原反应器中氧气被分离出
来，燃烧后的产物主要是二氧化碳和水，经脱水
处理后可得到高浓度二氧化碳。
通常采用的金属元素为铁，化学链燃烧反应 式如下[3]：
FeO +燃料→Fe + H2O + CO2
（1）
Fe + 1/2 O2→FeO
（2）
化学链燃烧技术目前仍处于研究阶段，短期
11
道达尔Lacq试验工厂
12
华能石洞口电厂
13
美国AEP Mountaineer电厂
14
中电投重庆合川电厂
15
神华集团
16
胜利发电厂
17
美国Barry电厂
18
美国AEP Northeasten电厂
19
美国HECA电厂
20
西班牙Compostilla Endesa电厂
21
德国RWE Goldenbergwerk电厂
后吸收，二氧化碳纯度可达99.5%，目前捕集的二 氧化碳出售给食品工业，并未实施封存。石洞口 电厂为规模更大的同类示范装置，2010年开始运 行，捕集的二氧化碳也未实施封存。
中国石化中原油田15 kt/a CCS项目用于强化 采油，约3.4 t 二氧化碳可采油1 t。该项目到2009 年底已通过二氧化碳增产石油2 800多吨。胜利油 田30 kt/a 驱油项目将于2011年建成投产，预计每 年可增产石油近10 kt。
内无法进行工业试验。
上述几种二氧化碳捕集技术中，燃烧后捕