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概述

二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS），是將工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純，再次投入到生產(chǎn)中循環(huán)利用或封存起來的技術(shù)。在中美兩國的大力倡導(dǎo)下，CCUS技術(shù)的發(fā)展及技術(shù)的不斷深化，也得到國際上的普遍認(rèn)同。二氧化碳捕集利用與封存按流程分為捕集、輸送、利用與封存的過程。二氧化碳捕集是從工業(yè)生產(chǎn)或大氣中將二氧化碳分離出來；二氧化碳輸送是將捕集到的二氧化碳運(yùn)送到利用或封存的地方；二氧化碳封存是通過工程技術(shù)手段將捕集來的二氧化碳注入地質(zhì)儲層，實現(xiàn)與大氣的永久隔絕。本文將和大家討論二氧化碳捕集利用與封存的產(chǎn)業(yè)鏈、市場規(guī)模與發(fā)展趨勢。

產(chǎn)業(yè)鏈

二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）行業(yè)從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，上游為二氧化碳排放源，包括高濃度、中等濃度、低濃度排放源，中游為二氧化碳捕集、輸送、利用與封存等環(huán)節(jié)，下游為二氧化碳產(chǎn)品應(yīng)用和需求行業(yè)。

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二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）產(chǎn)業(yè)鏈（資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）

二氧化碳捕集利用與封存行業(yè)具有較長的產(chǎn)業(yè)鏈，且各技術(shù)環(huán)節(jié)緊密相連、相輔相成，前端的碳捕獲環(huán)節(jié)為利用與封存環(huán)節(jié)提供二氧化碳，中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)提供二氧化碳運(yùn)輸保障，后端二氧化碳利用將其變廢為寶，形成具有商業(yè)價值的下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)建龐大的二氧化碳需求市場，實現(xiàn)二氧化碳固定和經(jīng)濟(jì)收益的雙贏，反過來也會促進(jìn)二氧化碳捕集利用與封存項目的發(fā)展。

市場規(guī)模

二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）已經(jīng)進(jìn)入成熟的商業(yè)化運(yùn)營階段，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石化、電力等多個行業(yè)。從行業(yè)分布來看，百萬噸級以上項目主要分布在石油化工、電力等行業(yè)；10萬噸級左右的項目分布在鋼鐵、石油化工、煤化工、電力、油氣等行業(yè)。

目前，二氧化碳捕集的規(guī)模保持著增加態(tài)勢。2022年，我國已投運(yùn)和規(guī)劃建設(shè)中的二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）示范項目已接近百個，其中已投運(yùn)項目超過半數(shù)，具備二氧化碳捕集能力約400萬噸/年，注入能力約200萬噸/年，與2021年相比提升33%和65%左右。截至2023年底，我國已投運(yùn)和規(guī)劃建設(shè)中的CCUS示范項目數(shù)量達(dá)107個，其中已投運(yùn)項目超過半數(shù)，具備二氧化碳捕集能力約730萬噸/年。

在區(qū)域競爭上，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）項目主要分布在新疆及江蘇等地。截至2024年7月，我國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）示范項目遍布24個省份，捕集源的行業(yè)和封存利用的類型呈現(xiàn)多樣化分布。從CCUS現(xiàn)有項目區(qū)域分布情況來看，新疆有12個CCUS示范項目，位列第一。

在企業(yè)競爭上，中石油的二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）項目數(shù)量排第一，其次是華能集團(tuán)喝中石化。在技術(shù)方面主要分為EOR、捕集示范、化學(xué)利用、礦化、生物利用、ECBM、深部咸水層封存和EGR，截至2024年7月，EOR和捕集示范項目合計占比約63.6%。

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二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）企業(yè)競爭技術(shù)分布（資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）

發(fā)展趨勢

根據(jù)科學(xué)技術(shù)部社會發(fā)展科技司等發(fā)布的《中國CCUS技術(shù)發(fā)展路線圖》，2030年前，我國碳減排主要依靠大力發(fā)展節(jié)能增效和可再生能源技術(shù)，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)處于研發(fā)示范階段，是我國減少溫室氣體排放的重要戰(zhàn)略儲備技術(shù)。隨著技術(shù)逐漸成熟，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）有望在2030年后成為我國從化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)向低碳多元供能體系轉(zhuǎn)變的重要技術(shù)保障，為構(gòu)建化石能源與可再生能源協(xié)同互補(bǔ)的多元供能體系發(fā)揮重要作用。

預(yù)計至2050年，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)能耗和成本問題將得到根本改善，其在各行業(yè)廣泛推廣應(yīng)用不僅可以實現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用，而且可以與可再生能源結(jié)合實現(xiàn)負(fù)排放，成為我國建設(shè)綠色低碳多元能源體系的關(guān)鍵技術(shù)。

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2025-2050年我國CCUS技術(shù)發(fā)展總體路線及前景預(yù)測（單位：萬噸/年）

根據(jù)路線規(guī)劃，到2025年，我國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)二氧化碳利用封存量將達(dá)到900萬噸/年以上，其中化工利用、生物利用、地質(zhì)利用、地質(zhì)封存二氧化碳利用封存量分別超過500、40、300、100萬噸/年;到2050年，我國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)二氧化碳利用封存量將達(dá)到80000萬噸/年以上，其中化工利用、生物利用、地質(zhì)利用、地質(zhì)封存二氧化碳利用封存量分別超過6000、900、5500、70000萬噸/年。

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2025-2050年我國CCUS技術(shù)各環(huán)節(jié)二氧化碳利用封存量前景預(yù)測（單位：萬噸/年）

全技術(shù)鏈創(chuàng)新研究

碳中和目標(biāo)下，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）需要構(gòu)建新的理論和技術(shù)體系，降低能耗，提高效率。未來，將圍繞二氧化碳捕集利用與封存各環(huán)節(jié)關(guān)鍵科學(xué)問題，開展全技術(shù)鏈的創(chuàng)新科學(xué)研究，突破“碳捕集及利用”的關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸。

加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)耦合

工業(yè)產(chǎn)業(yè)直接碳排放約占全國總排放量的39%，加上間接使用的電和熱的碳排放，占比高達(dá)60%-70%。所以，工業(yè)中的深度減排是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要領(lǐng)域，未來將通過二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）、能源體系及工業(yè)過程的深度耦合，加快構(gòu)建低碳或零碳產(chǎn)業(yè)鏈。

碳捕集工廠模塊化是主要趨勢

與所有工業(yè)技術(shù)一樣，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）的單位成本在很大程度上受到規(guī)模經(jīng)濟(jì)的影響，要推動CCUS增長和擴(kuò)張，就需要更多經(jīng)濟(jì)型小規(guī)模碳捕集工廠，既可以小規(guī)模運(yùn)行，也不會引發(fā)巨大損失。

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