袁士義

近年來，國內(nèi)外應(yīng)對氣候變化的形勢和政策較之前都發(fā)生了較大改變，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)呈現(xiàn)出新技術(shù)不斷涌現(xiàn)、種類持續(xù)增多、能耗成本逐步降低、技術(shù)含量更高、應(yīng)用更為廣泛的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)，CCUS技術(shù)內(nèi)涵和外延得到進(jìn)一步豐富和拓展。隨著我們對CCUS認(rèn)識的不斷深入，CCUS技術(shù)已經(jīng)納入到我國多項(xiàng)國家政策規(guī)劃，成為我國促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)選擇。基于上述考慮，有必要針對這些新情況、新進(jìn)展對CCUS技術(shù)進(jìn)行全方位、多角度的考察與分析，為CCUS技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和方案支持。

在新形勢下，《第四次氣候變化國家評估報告》特別報告《中國碳捕集利用及封存技術(shù)評估報告》 （ 以下簡稱《報告》） ，于2022年4月15日在第六屆碳捕集利用與封存（CCUS）聯(lián)盟常務(wù)理事會議上正式發(fā)布?！秷蟾妗窂膬?nèi)涵與分類、碳捕集技術(shù)、壓縮運(yùn)輸與注入技術(shù)、碳化學(xué)和生物利用技術(shù)、地質(zhì)利用與封存技術(shù)、全產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)集成、成本效益評估等方面對CCUS技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了全方位的分析評估與定位，提供了CCUS產(chǎn)業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、典型CCUS項(xiàng)目實(shí)施情況等資料，并對CCUS技術(shù)的發(fā)展趨勢、產(chǎn)業(yè)化前景和減排潛力進(jìn)行了預(yù)測，在此基礎(chǔ)上，從國家層面提出了技術(shù)發(fā)展和科技政策建議，為國家、地方和行業(yè)相關(guān)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展與政策制定提供了科學(xué)依據(jù)，對于從事CCUS技術(shù)研究與應(yīng)用人員具有重要參考價值?！秷蟾妗氛宫F(xiàn)出四大特色。

一、瞄準(zhǔn)國際應(yīng)對氣候變化需求和我國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的需要，對CCUS技術(shù)進(jìn)行了再定位

近年來，二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)的定位，已經(jīng)由單純的減排技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N能夠支撐能源安全和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會低碳可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略技術(shù)，受到了廣泛關(guān)注。通過發(fā)展、推廣和使用CCUS技術(shù)，支撐實(shí)現(xiàn)化石能源低碳發(fā)展，為我國在碳約束條件下實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的平穩(wěn)過渡提供堅(jiān)實(shí)保障，避免過快轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu)帶來的沖擊;同時實(shí)現(xiàn)CO2減排及資源化利用，助力我國實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)化、環(huán)境協(xié)調(diào)化發(fā)展，對我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、保障能源安全具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

值得注意的是，碳中和不等于零碳排放，而是指各種活動產(chǎn)生的二氧化碳排放與各種碳匯措施吸收的量相等，達(dá)到相對零排放。為了實(shí)現(xiàn)國家能源安全和綠色低碳發(fā)展，實(shí)現(xiàn)碳中和就需要以林業(yè)碳匯、CCUS技術(shù)為代表的負(fù)碳技術(shù)提供保障。國際能源組織（IEA）預(yù)測，實(shí)現(xiàn)全球2070年凈零排放，其中CCUS技術(shù)封存CO2占累積減排量的15%，對碳中和起托底作用。因此，CCUS是我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)必不可少的技術(shù)路線。

《報告》中明確了二氧化碳捕集利用與封存 （ CCUS） 技術(shù)作為我國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)技術(shù)組合不可或缺的重要構(gòu)成部分，是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用的主要技術(shù)手段，可在滿足社會發(fā)展所必需的能源需求基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)二氧化碳以及其他污染物的大規(guī)模減排，在碳約束條件下增強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活性，保障電力持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，為我國能源結(jié)構(gòu)向綠色低碳平穩(wěn)過渡提供技術(shù)保障，有力支撐清潔、低碳、安全、高效的能源體系建設(shè)。此外，CCUS 也是水泥、鋼鐵等難減排領(lǐng)域深度脫碳的可行技術(shù)方案，能夠有效促進(jìn)重點(diǎn)排放行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。CCUS 中二氧化碳資源化利用技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模固碳，還能全面提高資源利用效率，助力多層次資源循環(huán)利用體系構(gòu)建?！秷蟾妗穼CUS的明確定位，具有較強(qiáng)的輿論導(dǎo)向，將大大促進(jìn)中國CCUS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，為我國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)作出重要貢獻(xiàn)。

二、重視CO2利用技術(shù)發(fā)展，明確了CO2資源化利用的綜合效益

2006年，中國石油天然氣集團(tuán)公司與中國科學(xué)院、教育部專家一道，發(fā)起研討CCUS產(chǎn)業(yè)技術(shù)的香山科學(xué)會議。沈平平教授在會議上做了關(guān)于《溫室氣體地下封存及其在提高石油采收率中的資源化利用》報告，結(jié)合我國國情，提出了發(fā)展CCUS產(chǎn)業(yè)技術(shù)的建議。2009年，時任科技部部長萬鋼在第三屆碳收集領(lǐng)導(dǎo)人論壇部長級會議上首次在國際場合正式提出CO2資源化利用理念，CCUS得到了國際社會的廣泛重視和響應(yīng)。一些國際組織與機(jī)構(gòu)陸續(xù)發(fā)布與二氧化碳利用技術(shù)相關(guān)的報告，組織制定行動計劃，建立專門工作組來推進(jìn)其發(fā)展應(yīng)用。2011年，碳收集領(lǐng)導(dǎo)人論壇修訂其憲章，將CO2資源化利用的內(nèi)容納入其中，提出要加快CO2利用技術(shù)的研發(fā)、示范與商業(yè)部署，推動在國際上的廣泛利用。

根據(jù)利用方式的不同，CCUS中的利用可以分為油氣藏利用（CCUS-EOR/ EGR）、化工利用、生物利用等方式。二氧化碳捕集、驅(qū)油與埋存（CCUS-EOR）具有大幅度提高石油采收率和埋碳減排雙重效益，是目前最為現(xiàn)實(shí)可行、應(yīng)用規(guī)模最大的CCUS技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。2006年以來，國家在CCUS-EOR領(lǐng)域先后部署973基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（兩期）、863項(xiàng)目和國家油氣科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目（三期），由中國石油天然氣集團(tuán)公司牽頭組織多家優(yōu)勢單位共同承擔(dān)，在基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、全國主要油氣盆地的驅(qū)油與碳埋存潛力評價等方面取得了系統(tǒng)的研究成果，發(fā)展形成了適合中國地質(zhì)特點(diǎn)的CO2捕集、埋存及高效利用技術(shù)體系，研究給出了驅(qū)油與碳埋存的巨大潛力，同時在吉林和長慶油田建成了兩個國家級示范工程，大大推動了我國CO2捕集、埋存和資源化利用的步伐。根據(jù)吉林、大慶等油田示范工程結(jié)果，CCUS-EOR技術(shù)可提高油田采收率10-25個百分點(diǎn)，每注入2-3噸CO2可增產(chǎn)1噸原油，增油與埋存優(yōu)勢顯著。油氣田驅(qū)油與埋存潛力巨大，同時具有地面基礎(chǔ)設(shè)施和井筒注入通道優(yōu)勢，與碳排放企業(yè)結(jié)合，將成為現(xiàn)階段CCUS技術(shù)應(yīng)用的主戰(zhàn)場。

《報告》充分考慮我國的基本國情，基于CO2資源化利用，從資源可持續(xù)化、環(huán)境協(xié)調(diào)化和綠色、循環(huán)發(fā)展的角度，探究了CCUS技術(shù)對能源安全、經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)等目標(biāo)服務(wù)的潛力，為中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的平穩(wěn)過渡提供了理論支持。

三、兼顧清潔高效能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型和綠色低碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對未來CCUS技術(shù)發(fā)展需求和潛力進(jìn)行了綜合預(yù)測

我國未來的能源技術(shù)體系需要立足國內(nèi)優(yōu)勢資源，促進(jìn)傳統(tǒng)化石能源與可再生能源的協(xié)同發(fā)展，通過CCUS技術(shù)與可再生能源技術(shù)的集成發(fā)展與應(yīng)用，共同構(gòu)成我國具有國際競爭力的低碳減排、能源安全技術(shù)體系。通過系統(tǒng)集成，CCUS既可以解決高碳化石能源系統(tǒng)的碳排放問題，也可以與可再生能源技術(shù)、新能源技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)低碳排放甚至負(fù)碳排放的效果。更為重要的是，CCUS技術(shù)可以與氫能技術(shù)等相結(jié)合，有效應(yīng)對未來多元能源體系面臨的安全穩(wěn)定運(yùn)行的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

《報告》從整個能源大系統(tǒng)的角度出發(fā)，把對 CCUS的認(rèn)識和需求從技術(shù)層面上升到復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)集群系統(tǒng)層面。《報告》將CCUS技術(shù)與其他能源的輸運(yùn)和利用過程相結(jié)合，針對捕集、壓縮、運(yùn)輸、利用全鏈條技術(shù)單元之間的兼容性和集成優(yōu)化兩個關(guān)鍵問題，從 CCUS 各環(huán)節(jié)間全鏈條集成、CCUS與工業(yè)過程的集成和CCUS與未來多元能源系統(tǒng)的集成三個維度，詳細(xì)評估了CCUS技術(shù)體系面臨的問題、機(jī)遇和挑戰(zhàn)，在此基礎(chǔ)上對CCUS技術(shù)的發(fā)展需求、潛力及其帶來的效益進(jìn)行了綜合預(yù)測，對于CCUS技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化具有重要指導(dǎo)意義。

四、從近中長期不同角度出發(fā)，提出CCUS技術(shù)發(fā)展科技政策建議

中國政府高度重視應(yīng)對氣候變化工作，“十三五”以來，先后制定并發(fā)布了10余項(xiàng)國家政策和發(fā)展規(guī)劃，如《國家應(yīng)對氣候變化規(guī)劃（2014～2020）》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》《中國碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展路線圖（2019 版）》等。這些發(fā)展規(guī)劃不僅涉及國家戰(zhàn)略層面，還進(jìn)一步向具體化、可操作、可執(zhí)行、可示范、可推廣的趨勢深度發(fā)展，為CCUS技術(shù)的研發(fā)、示范、應(yīng)用和推廣指明了方向。在國家的主導(dǎo)下，各省市也根據(jù)各自能源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，紛紛出臺了CCUS政策和發(fā)展規(guī)劃，涉及采礦、火電、煤化工、水泥、石油、食品、鋼鐵、化工等多個行業(yè)，有力推進(jìn)了低碳技術(shù)的研究和示范應(yīng)用。

在科技部的倡導(dǎo)下，二氧化碳捕集利用與封存產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CCUS聯(lián)盟）于2013年11月6日在北京成立，目標(biāo)是共同推進(jìn)CCUS產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力和自主創(chuàng)新能力?！半p碳”目標(biāo)提出以來，相關(guān)單位紛紛制定了中長期CCUS發(fā)展規(guī)劃。根據(jù)中國石油天然氣集團(tuán)有限公司CCUS發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，2025-2030年實(shí)現(xiàn)年注入CO2規(guī)模500萬-2000萬噸、年產(chǎn)油150萬-600萬噸;預(yù)期2050-2060年實(shí)現(xiàn)年埋存CO2達(dá)到億噸至十億噸級規(guī)模，將為我國“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出重要貢獻(xiàn)。

《報告》在《中國碳捕集利用與封存技術(shù)發(fā)展路線圖（2019版）》基礎(chǔ)上，提出了分階段推進(jìn)低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技術(shù)研發(fā)示范和產(chǎn)業(yè)集群近中遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)和優(yōu)先方向，明確了我國CCUS技術(shù)階段性目標(biāo)和總體發(fā)展愿景，提出了促進(jìn)CCUS技術(shù)發(fā)展的相關(guān)科技政策建議，為政府、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)提供了重要的參考和借鑒，有利于推動CCUS技術(shù)向更高層次和水平發(fā)展。