一、技术原理与发展现状

碳捕集利用与封存（CCUS）技术通过物理、化学或生物手段，将工业过程或大气中的二氧化碳分离、提纯后，或用于提高石油采收率、合成燃料等资源化利用，或注入地下咸水层、枯竭油气田等实现永久封存。其核心环节包括捕集、运输、利用与封存。

捕集技术方面，燃烧后捕集（如化学吸收法）仍是主流，而膜分离、离子液体等新一代技术逐步成熟。例如，中国宁夏300 万吨 / 年 CCUS 项目采用化学吸收法捕集煤化工尾气中的二氧化碳，捕集效率超 90%。封存技术中，地质封存占主导，挪威 Sleipner 项目自 1996 年起累计封存超 2000 万吨二氧化碳，中国恩平 15-1 油田则实现海上百万吨级封存。

全球CCUS 项目加速落地。截至 2025 年，中国运行和在建的 CCUS 项目超 100 个，年捕集能力超 1500 万吨，其中宁夏项目投产后年减排量相当于植树 2700 万棵。国际能源署（IEA）预测，到 2050 年 CCUS 需贡献全球 15% 的碳减排量，成为碳中和不可或缺的技术支柱。

二、经济效益与应用场景

CCUS 的经济性在实践中逐步显现。中国齐鲁石化 — 胜利油田项目通过二氧化碳驱油，使低渗透油藏采收率从 20% 提升至 60%，累计增油 16.7 万吨，同时封存二氧化碳 190 万吨，实现 “减排 + 增产” 双赢。美国彼得诺拉项目则将捕集的二氧化碳用于提高石油采收率，每吨封存成本降低至 30 美元以下。

资源化利用方面，二氧化碳可转化为甲醇、合成气等化工原料。中国佛山佳利达项目将捕集的二氧化碳制成碳铵肥料，年固碳1 万吨，为印染行业低碳转型提供范本。国际上，日本正探索将二氧化碳注入地下咸水层与玄武岩反应生成固态碳酸盐，实现永久封存。

三、挑战与对策

尽管前景广阔，CCUS 仍面临多重挑战：

技术成本高：当前捕集成本约50-100 美元 / 吨，封存成本约 30-80 美元 / 吨，制约大规模应用。

政策支持不足：全球仅少数国家建立碳税或补贴机制，中国碳市场尚未覆盖CCUS 项目。

公众接受度低：地质封存的潜在泄漏风险引发担忧，需加强科普与社区参与。

为突破瓶颈，需采取以下措施：

技术创新：研发高效捕集材料（如金属有机框架）、低成本膜技术，推动生物固碳与直接空气捕集（DAC）技术商业化。

政策协同：完善碳定价机制，将CCUS 纳入国家自主贡献（NDC）目标，设立专项基金支持示范项目。

国际合作：建立跨境碳运输与封存协议，例如日本与澳大利亚合作将二氧化碳封存于海底，欧洲推动北海碳运输网络建设。

四、未来展望

2025 年被视为 CCUS 行业的 “突破之年”。全球在建项目规划产能超 20 亿吨 / 年，中国计划到 2030 年建成 5-10 个千万吨级 CCUS 集群。技术融合将加速：

与氢能结合：蓝氢生产中捕集二氧化碳，实现“零碳氢能”。

与生物质能结合：生物能源与碳捕集（BECCS）可实现负排放，助力航空、航运等难减排领域。

数字化赋能：人工智能优化封存选址，区块链技术追踪碳流，提升项目透明度与安全性。

CCUS 技术是连接化石能源与清洁能源的桥梁，是实现全球碳中和的关键支撑。尽管面临技术、经济与社会挑战，但其规模化应用已进入快车道。未来需通过政策创新、技术突破与国际协作，将 CCUS 从 “示范工程” 推向 “工业标配”，为人类应对气候变化提供终极解决方案。