近年來我國在CCUS技術應用和工程示范方面均取得顯著進展，但整體上仍面臨成本與能耗高、技術鎖定風險大、政策與資金支持不足等挑戰。近日，在京舉辦的“2025年能源經濟預測與展望研究報告發布會”發布的《碳捕集技術發展前沿與趨勢預測》（以下簡稱《報告》），分析了國內碳捕集技術發展的現狀與面臨的挑戰，提出“十五五”期間，亟需加快統籌相關基礎研究、技術開發、裝備研制、集成示范和產業培育，全面提升碳捕集技術的核心競爭力。
示范項目接連落地
《報告》指出，截至2024年7月，全球商業化CCUS項目為628個（含在建/擬建），總捕集能力增至4.2億噸/年，連續4年增速超過50%。新投運項目在單體規模上有擴大趨勢，應用場景也展現出更加多元化的發展態勢。我國已有處于各發展階段的CCUS示范項目120個，具備捕集能力600萬噸/年，低成本、低能耗的新一代技術快速發展，正由中試逐步向工業示范過渡。小規模試點、大規模示范、產業化建設項目持續推進。
據報道，齊魯石化-勝利油田CCUS項目是我國首個百萬噸級CCUS項目，該項目將齊魯石化生產過程中產生的二氧化碳捕集后輸送至勝利油田注入地層封存并驅油，既降碳減排又驅油增產。截至2024年11月底，累計注入封存二氧化碳150余萬噸，平均單井產量提升36.8%。
2024年12月26日，由寧東能源化工基地管委會、國家能源集團寧夏煤業有限責任公司與中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司共同合作開發的寧夏300萬噸級CCUS示范項目二期項目合作方案正式簽訂，標志著我國最大的碳捕集利用與封存全產業鏈示范項目邁入了全面提檔加速階段。寧夏300萬噸CCUS示范項目總投資約102億元，項目分為三期。項目建成達產后，每年可減排二氧化碳可達300萬噸，30年運營期內，可累計注入二氧化碳7450萬噸，累計增油1700萬噸以上。三期項目計劃“十五五”期間開工，主要建設150萬噸/年CO2捕集及驅油封存、50萬噸/年CCS工程，末端減排CO2總規模達到300萬噸/年，總投資約60億元。
新型捕集技術迅速發展
《報告》認為全球碳捕集技術正朝著穩定高效、低能耗和低成本趨勢發展。碳捕集技術代際發展遵循著由工藝改進向技術革新的演進路徑：第一代技術為以化學吸收法中的基礎胺溶劑為主；第二代技術通過復配胺溶劑等優化顯著提升能效和經濟性；第三代技術在新材料和工藝上取得突破。新型技術革新方向有：傳統技術升級，前沿技術包括催化解吸、電化學解吸；生物技術應用，前沿技術為生物碳捕集；以及顛覆性創新，前沿技術包括電化學捕集、界面捕集以及電/熱捕集轉化一體化。
我國示范項目的碳捕集成本整體處于全球中等偏低水平，具有一定的發展優勢，大部分技術已進入工業示范階段。碳捕集技術成熟度總體與全球水平較為接近，呈現“并跑”與“跟跑”并存的狀態。
“我們認為CCUS技術未來發展的方向主要有：第一是材料的創新；第二是專用設備的研發以及規模化生產；第三是產業和系統的集成，與風光電以及氫能技術的耦合；第四是新興碳基技術的發展，包括低能耗的綠色產品。”《報告》共同執筆人北京理工大學化學與化工學院教授劉賀磊表示。
北京理工大學能源與環境政策研究中心康佳寧副教授指出，未來CCUS應通過技術本身的迭代升級和優化，攻克相關的瓶頸以彌補薄弱環節。同時，重視政策扶持與市場機制建設，加快推動CCUS產業集群建設。
技術發展面臨多重挑戰
《報告》提出，我國碳捕集技術發展面臨多方面挑戰：
一是在專利申請全球化方面尚顯不足。我國機構幾乎僅限于在本國申請專利，這或將對我國未來CO2捕集專利的海外技術轉移構成嚴重制約。美日專利在全球申請的保護國家數為我國專利的2.5倍以上，均把我國視為核心專利布局的重點目標國。
二是技術仍處于成本曲線的高點。碳捕集技術的部署仍面臨高昂的初期資本投入挑戰，且未來成本下降的趨勢存在很大的不確定性。碳捕集成本預計將隨著技術進步和政策支持穩步下降，但實現大規模減幅仍需持續的創新投入、市場激勵和國際合作。
三是面臨適配性和代際權衡挑戰。碳排放源空間分布廣且類型復雜，導致碳捕集技術在與碳匯的空間匹配性、成本效益性以及材料環境友好性等方面存在嚴峻挑戰。應審慎權衡技術的代際選擇，避免技術鎖定風險，尋找長期最優的捕集技術部署路徑。
四是運行穩定性和高附加值轉化有待提高。長期運行中的設備穩定性、材料耐久性等關鍵指標的安全性和可靠性有待提高。上游捕集端的凈成本與下游市場的成熟度密切相關，迫切需要通過下游產業的進步發展來分攤和抵消成本壓力。
五是保障機制和評估標準有待完善。針對碳捕集技術的實質性補貼、稅收優惠等經濟性激勵，在力度和覆蓋范圍上仍然有限。針對碳捕集技術全過程的統一標準尚不完善，地方標準和行業標準存在差異。
《報告》建議我國碳捕集技術要加強創新體系總體布局，重點突破一批關鍵基礎理論和前沿技術；加大資金投入和政策支持，完善市場機制和技術標準；加強碳捕集技術預見與監測，優化核心技術海外知識產權布局。
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