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2021年3月1日，联合国欧洲经济委员会（UNECE）发布《技术简介：碳捕集、利用与封存》（Technology Brief：Carbon Capture, Use and Storage）报告指出，要实现《巴黎协定》和《2030年可持续发展议程》中的目标的时间已经不多，呼吁各国迅速部署碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，以实现碳中和目标。报告介绍了各种可用的碳捕集技术、封存技术和利用方案，并提出了可能的政策措施，以使其更快地商业化和得到更广泛的部署。

1 捕集的工程技术

1.1 点源CCUS

点源CCUS技术是指在水泥和钢铁生产、化石燃料制氢、垃圾焚烧和发电等行业，二氧化碳在到达大气之前被捕集。然后，二氧化碳被压缩到100多个大气压，注入到地下1 km的多孔岩层或更深处，在不透水的岩石下，它将保持几万年到几百万年。或者，二氧化碳可以被掺入到建筑材料等产品中，只要它们能够长期储存。

（1）技术要求。①地质方面：识别、设计和管理安全的地下储存。②工程方面：建造设备，从各种来源捕集二氧化碳。③基础设施规划方面：针对无法通过临时增量开发实现的大型转型项目。

（2）封存潜力。①年度：到2050年，二氧化碳捕集与封存（CCS）量为每年10~30 Gt（十亿吨二氧化碳），受到二氧化碳运输和储存基础设施发展以及行业早期支持与快速增长的限制。②总计：基本上不受限制。CCS的潜在储存能力超过了化石燃料的储存能力。

（3）政策行动。①政府需要建立监管措施，允许CCUS技术的大规模部署，并在早期建立新的工业部门。②大规模建设二氧化碳运输和储存基础设施，以降低成本，并鼓励工业采用CCUS。③制定共享二氧化碳储存的国际标准，二氧化碳运输和储存基础设施需要像电力、天然气和石油供应一样国际化。

1.2 生物质能碳捕集与封存（BECCS）和直接空气碳捕集与封存（DACCS）

负排放技术（NET）将化石燃料中以二氧化碳形式释放到大气中的碳返回到永久和安全的地下储存中。在BECCS中，二氧化碳被植物从大气中吸收，然后在生物质燃烧时从燃烧产物中回收。在DACCS中，二氧化碳是直接从空气中捕集的。

（1）技术要求。①BECCS的土地管理：生物质必须以可持续的方式获得资源，这最好也能提高土壤中的碳封存能力，并尽量减少工业肥料的使用。②工程：建造设备，从生物质燃烧产物或空气中浓缩二氧化碳，并通过管道或船只运输。③地质：确定和管理安全的储存场所。

（2）封存潜力。①年度：到2050年，BECCS每年为5~20 Gt，受生物质供应的限制；DACCS每年为5~20 Gt。②总计：基本上不受限制。

（3）政策行动。①开发技术并大规模部署，以降低成本并设定碳价格。DACCS可以代表实现净零排放所需的碳价格。②制定国际验证和负排放交易标准。无论负排放是用于交易还是在内部使用，对有效二氧化碳捕集的验证都是至关重要的。③确保BECCS/DACCS使用公平。避免对后代造成回顾性二氧化碳捕集的成本。认识到粮食-水-能源之间的联系，以避免为BECCS生产生物质而危及全球粮食或水安全。

2 封存技术

2.1 封存二氧化碳的含水层

含水层是多孔岩石中含有盐水的地质构造。合适的含水层位于不透水的盖层下方的沉积岩中。含水层的范围很大，在世界各地深度超过1 km的地方都能找到，这可能是现有的最重要的CCS方案。

（1）技术要求。该技术在石油和天然气行业的使用规模为每年数百万吨，因为作业过程中产生的二氧化碳排放会导致高额罚款。

（2）封存潜力。估计超过1万亿吨二氧化碳，注入头（injection head）的操作成本较低，仅储存成本不到30美元/吨（不包括二氧化碳的收集、运输和加压）。

（3）政策行动。①认识到需要在短时间内发展该行业的规模和成本。②协调管理地下资源权利的国家政策和国际框架，确保法律不限制含水层的使用，并保护其他用户免受饮用水含水层污染等不利影响。③开发基础设施以克服位置问题。④支付费用。预计不会有重大的收入来源，因此必须建立一种筹资机制，以支付储存、收集、清理和运输二氧化碳的费用。⑤提高意识以获得公众认可。需要资金来完成地质调查，规模可达1亿吨/年，并确保技术安全。

2.2 提高石油采收率（EOR）

EOR是提高石油和天然气采收率的一系列技术，在压力下将二氧化碳注入油井是其中一种。在深度超过700 m时，二氧化碳变成超临界，作为一种良好的溶剂从岩层中释放石油和天然气，并将它们冲洗到井口。二氧化碳也可以和水一起注入。

（1）技术要求。①石油和天然气行业：将现有技术融入到石油的经济生产中。②其他行业：对浓缩的二氧化碳源进行处理，以便运输并用于EOR。

（2）封存潜力。①总计：国际能源署2015年估计为50~350 Gt。②在全球范围内，陆上油田的EOR二氧化碳潜能最大，但也有一些不错的海上油田可供选择。

（3）政策行动。①提高了二氧化碳EOR对石油和天然气行业的竞争力。与其他石油开采方法相比，降低了二氧化碳EOR的相对成本。②鼓励石油和天然气行业使用二氧化碳EOR。③激励人为来源的二氧化碳捕集。促进工业二氧化碳来源和EOR用户之间的合作。④增加二氧化碳的储存量。促进和推广技术研究，以增加超过EOR所需的二氧化碳封存量。

3 碳利用解决方案

碳利用是利用二氧化碳创造具有经济价值的产品。碳利用可细分为矿化、生物和化学品3个主要领域。需要注意的是，某些碳应用方案，如在某些化学过程中使用二氧化碳、灭火产品等，不等同于混凝土或碳酸盐等永久封存解决方案。需要与DACCS结合，以中和二氧化碳的再释放问题，并实现碳中和。

（1）利用潜力。①矿化领域：将二氧化碳加入到混凝土中，在短期内最有潜力成为二氧化碳应用的巨大市场。②化学品领域：目前，二氧化碳被少量用于制造尿素肥料和一些特殊的聚合物。在未来的氢经济中，二氧化碳可以与氢气结合，制造合成燃料、合成气和甲醇。③生物领域：二氧化碳可用来促进植物生长，可以通过使用生物炭将其捕集在土壤中，以提高土壤质量。

（2）前景。①由于涉及许多反应和分离步骤，二氧化碳利用需要消耗大量的能量。工业大规模的碳捕集将产生二氧化碳，这需要吸引工业用户来实现CCUS的未来价值链。②对这些新技术的效益分析可以着眼于市场、成本和碳使用潜力。③生命周期评估（使用、处置和回收）对于理解产品的真正价值至关重要，包括二氧化碳可以封存多长时间。

（3）政策行动。①为行业CCUS建立总体政策战略和途径，包括必要的研发重点、商业化潜力、激励政策机制和有利的法律框架。②促进研发项目和计划，释放二氧化碳利用的经济潜力。在国家和地区计划中为行业CCUS进行大规模示范。③制定标准，帮助行业开发含二氧化碳的产品，推广使用吸收二氧化碳的产品。④在发展中国家引入融资机制，如税收抵免、碳价格和税收、指令和标准、碳融资。