在全球“双碳” 目标推进中，钢铁、水泥、火电等难减排行业的碳排放问题日益凸显。这类行业因生产工艺依赖化石能源，单纯依靠能源替代难以实现深度脱碳，而碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，作为唯一能直接降低化石能源消费碳排放的技术路径，正成为破解 “减排困境” 的关键抓手。从工业烟气中捕获二氧化碳，通过转化利用或地质封存实现 “碳锁定”，CCUS 不仅能为高耗能行业争取转型时间，更能为全球碳中和目标提供不可替代的技术支撑。

一、技术内核：从“捕获” 到 “封存” 的全链条逻辑

CCUS 技术并非单一环节的突破，而是由 “碳捕集、碳利用、碳封存” 三部分构成的全链条系统，每个环节的技术选择直接决定整体减排效率。碳捕集环节是核心起点，目前主流技术分为三类：燃烧前捕集适用于整体煤气化联合循环（IGCC）电站，通过将煤炭气化生成合成气，分离出二氧化碳后再燃烧发电，捕集效率可达 85% 以上；燃烧后捕集则针对现有火电厂、钢铁厂，直接处理烟气中的二氧化碳，虽无需改造原有生产系统，但面临烟气量大、二氧化碳浓度低的挑战，胺吸收法是当前成熟方案，捕集效率约 80%-90%；富氧燃烧捕集通过向锅炉通入高浓度氧气，提升烟气中二氧化碳浓度，降低分离难度，不过制氧成本较高，仍处于示范阶段。

碳利用环节是提升技术经济性的关键，通过将捕获的二氧化碳转化为高附加值产品，缓解CCUS 的成本压力。在工业领域，二氧化碳可用于原油开采中的 “驱油” 作业 —— 注入油藏的二氧化碳能降低原油黏度、提高采收率，我国新疆油田某 CCUS 项目通过该技术，不仅封存二氧化碳，还使原油采收率提升 10%-15%；在农业领域，二氧化碳作为 “气肥” 可促进温室作物光合作用，山东某蔬菜基地将工业捕获的二氧化碳提纯后通入温室，使番茄产量增加 20%，同时实现碳的循环利用；在新材料领域，二氧化碳可与环氧丙烷反应生成聚碳酸酯，或转化为甲醇、甲酸等化学品，推动 “碳基经济” 转型。

碳封存环节是实现长期减排的保障，地质封存是主流方向。选择合适的封存场地至关重要，枯竭的油气田、深部盐水层、煤层是三类理想载体：油气田封存可利用现有井网设施，降低建设成本；深部盐水层分布广泛，封存容量巨大，全球估算容量达万亿吨级；煤层封存则可与煤层气开采结合，注入的二氧化碳能置换出煤层中的甲烷。我国鄂尔多斯盆地某封存项目，将煤制油工厂产生的二氧化碳注入深部盐水层，截至2024 年已累计封存超 150 万吨，监测数据显示无泄漏风险，验证了地质封存的安全性。

二、应用场景：为高耗能行业定制减排方案

CCUS 技术的核心价值，在于其能适配不同高耗能行业的生产特性，提供定制化减排方案，避免 “一刀切” 式减排对产业经济的冲击。在火电行业，我国约有 10 亿千瓦煤电机组，若全部关停将引发能源供应与就业问题，而在现有煤电机组加装燃烧后捕集装置，可在保障电力供应的同时实现碳排放降低，安徽平山电厂二期项目便是典型案例，其 2×660 兆瓦超临界机组配套 CCUS 系统，每年可捕集二氧化碳 120 万吨，成为全球最大的煤电 CCUS 项目。

钢铁行业的碳排放主要来自烧结、高炉炼铁环节，CCUS 技术需针对性突破。烧结环节可采用燃烧后捕集处理烟气，高炉环节则可结合 “氢基竖炉” 技术，将捕获的二氧化碳与氢气反应生成合成气，替代焦炭作为还原剂，实现 “以碳治碳”。宝武集团某钢铁基地试点项目，通过该技术每年减少碳排放 80 万吨，为钢铁行业低碳转型提供了可复制模板。

水泥行业的碳排放不仅来自燃料燃烧，更来自石灰石分解，这使得减排难度远超其他行业。CCUS 技术需同时处理燃料燃烧和工艺过程的二氧化碳，海螺水泥某生产线配套的 CCUS 系统，采用燃烧后捕集与工艺优化结合的方式，每年捕集二氧化碳 50 万吨，将吨水泥碳排放降低 15%，证明了 CCUS 在水泥行业的可行性。

三、发展瓶颈与突破路径：从“示范” 到 “规模化” 的跨越

尽管CCUS 技术潜力巨大，但当前仍面临成本高、政策支持不足、公众认知有限三大瓶颈。成本问题是首要障碍，目前我国 CCUS 项目每吨二氧化碳的捕集、运输、封存成本约 300-600 元，远超欧盟碳价（约 40 欧元 / 吨），高昂成本导致企业缺乏主动参与动力；政策层面，我国尚未建立全国统一的 CCUS 补贴机制，碳封存的产权界定、泄漏责任划分等法律法规空白，制约项目落地；公众对碳封存的安全性存在担忧，部分地区因 “环境风险” 争议导致项目停滞。

突破这些瓶颈，需“技术创新 + 政策引导 + 市场培育” 三管齐下。技术创新方面，需加大对低成本捕集材料的研发，如新型吸附剂、膜分离技术，降低捕集成本；开发一体化技术，将碳捕集与利用环节深度融合，提升整体经济性。政策引导方面，应设立专项补贴基金，对 CCUS 项目按封存量给予补贴；加快完善法律法规，明确封存场地的产权归属与泄漏责任，建立长期监测机制。市场培育方面，需将 CCUS 项目产生的减排量纳入碳市场交易，通过碳价信号激励企业参与；推动跨行业合作，如火电企业与油田合作开展 “碳捕集 - 驱油” 项目，实现成本共担、收益共享。

结语

CCUS 技术的发展，不仅是一场技术革命，更是对传统能源消费模式的重构。在 “双碳” 目标下，它并非 “过渡技术”，而是与可再生能源协同发展的 “长期伙伴”—— 可再生能源解决增量碳排放问题，CCUS 解决存量碳排放问题，二者结合才能实现全面脱碳。随着技术成本的下降、政策体系的完善，CCUS 将从当前的示范项目阶段，逐步走向规模化应用，为高耗能行业装上 “碳刹车”，为全球碳中和目标筑牢技术根基。未来，当更多工厂的烟囱不再排放二氧化碳，当封存地下的碳成为 “资源” 而非 “负担”，CCUS 技术将真正展现其推动人类社会实现低碳转型的核心价值。