


2024年全球碳捕集与封存(CCS)项目在全球范围内呈现出快速发展的态势,特别是在中国市场,CCUS技术的应用和发展取得了显著成效。
2024年,CCS的全球产能达到5100万吨,比2023年增加200万吨。截至2024年2月,全球共宣布了845个碳捕集利用与封存(CCUS)项目。其中,51个项目处于正在运行的状态;44个项目正在建设;744个项目处于概念、可行性或工程研究阶段。这一数字的显著增长表明,全球对CCUS技术的关注度和支持度正在不断提升。
CCS项目从批准到建设可能需要5年甚至更长时间,大部分项目(744个)仍处于概念、可行性或工程研究阶段,这些项目为CCUS技术的发展和完善提供了理论基础和实践支持。目前的现有的CCS项目发展情况如下:
目前正在运营的项目有45个,2024年有9个新项目投入运营。
44个项目处于不同的建设阶段。
534种正在审批和开发中。
碳捕集与封存(CCS)是一种地球工程技术,可以从空气和海洋中移除CO2。新加坡的Equatic-1项目每5分钟可以从海水中移除1吨CO2。
政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近的一份报告呼吁,到2030年,碳捕集与封存(CCS)的能力要达到每年9亿吨,但依目前的进展来看,这一目标遥不可及。CCS是一项将人类活动产生的多余CO2收集起来,将其封存在地下的地球工程技术。
到2030年,CCS的总能力将达到4.35亿吨,不到IPCC将大气变暖限制在1.5摄氏度(2.7华氏度)所需预测量的一半。随着地球工程实验的进行,从大气中吸收CO2并将其封存在地下,似乎比将气溶胶倾倒到平流层、在海洋中种植植物,甚至将遮阳卫星发射到太空中的风险更低,前两种方法已经在有限的实验中进行了尝试,后一个还没有实验。
那些认为把CO2封存在地下是浪费资源的人鼓励发展碳捕集、利用与封存(CCUS)技术。
无论是将捕集的CO2注入枯竭的油气井以使其恢复活力,还是将CO2转化为碳纤维或合成燃料等产品,都是可以有效利用CO2。
直接空气捕集(DAC)现状
直接空气捕集技术作为一种新兴且高效的碳捕集手段,具有广阔的应用前景和市场潜力。在加州大学伯克利分校,CO2直接空气捕集(DAC)技术的研究发现了一种新的多孔材料,这种材料被称为共价有机框架(COF),可以有效地从大气中移除CO2。
这种材料价格低廉,仅200克就能吸收相当于一棵树生长一年所需的CO2。尽管这种材料的发现使直接空气捕集(DAC)技术的发展取得新进展,但我们可能还需要几年的时间才能实现大规模部署。
目前运行的DAC项目有18个,正在开发的DAC项目有130个,最大的能够每年捕集200万吨CO2。
然而,要使DAC有效地帮助我们在2050年之前实现净零排放,从现在到实现目标,我们每年平均需要32个新的大型DAC设施投产。
海洋碳汇
从空气中移除碳并不是唯一的办法,一项新的倡议是从海洋中吸收碳,其基本原理是保持海洋作为世界上最大的天然碳汇的稳定。
海水的CO2含量是空气的60倍,每年有近30%的人为产生的CO2最终进入海洋。随着时间的推移,超过海洋处理能力的CO2使其作为碳汇的效率降低。
海洋中更多的CO2使海水的酸性增加(水中的CO2会产生碳酸),对浮游动物、浮游植物、甲壳类动物等食物链底部的生物构成威胁。
一些科学家认为,海洋碳汇可能会受到破坏。
德克萨斯大学奥斯汀分校、犹他州立大学和科罗拉多大学的联合研究报告称,海洋作为碳汇的效率将在本世纪末达到峰值,到2300年将下降一半。
从海水中移除人为产生的CO2启发了新加坡,新加坡与加州大学洛杉矶分校(UCLA)合作,与一家新成立的公司Equatic合作开展了一项地球工程实验,该项目正在运营一个小型试点项目,自投入运营以来,每天成功捕集0.1吨CO2。
Equatic-1是它的继任者,每天能够捕集1公吨,捕集的CO2被注入到钙和镁中,形成一种固体材料,可以将CO2封存10亿年。
Equatic在今年投入使用时,将扩大到10台机组,每天可移除10吨CO2。目标是每年移除11万吨CO2。
然而,在2023年9月,200名科学家签署了一封公开信,质疑这项技术可能对珊瑚礁和水生生物造成的潜在风险,科学家们要求Equatic在扩大其新加坡业务之前进行更严格的研究和评估。
中国CCS项目进展
中国在CCUS领域取得了显著进展,形成了碳捕集、利用与封存全流程技术体系。截至2024年,中国规划和运行CCUS示范项目总数接近百个,涵盖电力、油气、化工、水泥、钢铁等多个行业。作为全球制造与消费大国,中国在2025年碳捕集市场中的地位愈发重要。中国市场不仅在产业链的中低端环节展现出强大配套能力,还在高端技术研发与国际合作中不断突破。政策层面,我国通过一系列产业扶持计划,推动碳捕集产业跨领域融合。
主要示范项目
齐鲁石化-胜利油田项目:中国首个百万吨级CCUS项目,每年可捕集并封存CO2超过150万吨。
宁夏300万吨级CCUS示范项目:总投资约102亿元,项目分为三期,建成达产后每年可减排二氧化碳可达300万吨。
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技术发展
中国CCUS技术快速发展,特别是在低成本、低能耗的新一代技术上取得了突破,正由中试逐步向工业示范过渡。
目前我国运行的CCUS、CCS项目占碳排放比例还不到万分之三,与全球水平相比还有一个数量级的差距,预示着我国还要进一步加快CCUS产业发展的步伐。
全球CCS项目面临的挑战
尽管全球CCS项目取得了显著进展,但仍面临一些挑战。2025年全球CCS项目面临着多方面的挑战,包括投资成本争议、政策支持不明朗、新能源发电成本的降低、市场需求的不确定性、技术转型的压力以及投资回报的不确定性。为了克服这些挑战,需要政府、企业和研究机构共同努力,通过政策支持、技术创新和市场拓展等手段来推动CCS技术的发展和应用。
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