CCUS,即碳捕获、利用与封存技术(Carbon Capture,Utilization and Storage),是一种将二氧化碳从工业过程、能源利用或大气中分离出来,然后直接加以利用或注入地层以实现二氧化碳永久减排的过程。该技术的核心在于将二氧化碳资源化,产生经济效益的同时,有利于环保。
CCUS技术流程主要包括碳捕集、碳运输、碳利用和碳封存等环节。其中,碳捕集的主要方式有燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧等;碳运输则是将捕集的二氧化碳通过管道、船舶等方式运输到指定地点;碳利用是通过工程技术手段将捕集的二氧化碳实现资源化利用,利用方式包括矿物碳化、物理利用、化学利用和生物利用等;而碳封存则是通过一定技术手段将捕集的二氧化碳注入深部地质储层,使其与大气长期隔绝,封存方式主要包括地质封存和海洋封存。
目前,CCUS被认为是唯一能够大量减少工业流程温室气体排放的手段,也是应对全球气候变化的关键技术之一,受到世界各国的高度重视。此外,CCUS还是生产低碳氢的重要途径之一。
CCUS(碳捕集利用与封存)的定位是一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新兴技术,是未来减少CO2排放、保障能源安全和实现可持续发展的重要手段。具体来说,CCUS技术通过将生产过程中排放的二氧化碳进行捕获提纯,继而投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存,旨在实现大规模温室气体减排和化石能源低碳利用的协同作用。
在水泥行业,CCUS技术可以捕集水泥生产过程中产生的二氧化碳,通过储存或循环利用的方式,减少其直接排放到大气中,从而有助于降低水泥行业的碳排放强度。虽然目前CCUS技术在水泥行业的应用仍处于初期示范阶段,但其减排潜力和应用前景广阔。
同时,CCUS技术也面临一些挑战,如技术成熟度、成本效益和市场需求等问题。然而,随着技术的不断进步和政策的持续推动,CCUS技术在水泥行业的应用有望得到更广泛的推广和应用。
中国的CCUS(碳捕获、利用与封存)封存潜力巨大。具体来说,中国的地质封存潜力约为1.21~4.13万亿吨。其中,中国油田主要集中于松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地,通过CO₂强化石油开采技术(CO₂-EOR)可以封存约51亿吨CO₂。同时,中国气藏主要分布于鄂尔多斯盆地、四川盆地、渤海湾盆地和塔里木盆地,利用枯竭气藏可以封存约153亿吨CO₂,通过CO₂强化天然气开采技术(CO₂-EGR)可以封存约90亿吨CO₂。
IEA表示,2022年,北美和除中国以外的亚洲地区CO2排放增长量超过了欧洲与中国的排放减少量。2022年中国能源相关的CO2排放比2021年略微下降0.2%,约2300万吨CO2,总排放121亿吨。这是2015年排放下降以来的首次下降。
根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年中国CCUS行业市场深度调研与发展预测报告》显示:IEA指出,中国煤炭消费增长导致8800万吨排放增量,但因为疫情防控要求,工业和交通排放下降、经济增长较缓、建筑活动减少等因素抵消了煤炭消费增加的排放量。建筑行业开工量比上年下降40%,钢铁产量下降2%,水泥产量下降10%。交通行业排放下降3.1%。电动汽车销售达到600万辆。电力行业排放增长相对减缓,但仍然有2.6%的增长。
欧盟能源相关的CO2排放下降2.5%,排放总量约减少7000万吨CO2。去年欧盟油气市场被干扰,水力发电不足,核电站关停。但由于冬季天气温和,建筑能耗的排放下降显示居民行为由于能源价格上升而有所改变(下图)。电力行业排放上升3.4%,但煤炭消费并没有预期那么高。欧盟光伏和风力发电量总和首次超过天然气或者核能发电量。
不包括中国在内的亚洲新兴市场比全球其它地区的排放增长量都高,CO2排放上升4.2%,约2.06亿吨CO2排放。其中一半来自煤电排放。
图表:世界主要国家及地区CCUS地质封存潜力与二氧化碳排放量

数据来源:IEA《2022年CO2排放》报告
从全球范围来看,CCUS的封存潜力是巨大的。全球陆地上的理论封存容量大约为6~42万亿吨,而海底的理论封存容量则为2~13万亿吨。这些数字显示了CCUS技术在全球范围内具有巨大的应用前景。
具体到主要国家,各国的封存潜力存在差异。例如,中国的地质封存潜力约为1.21~4.13万亿吨,显示出中国在这一领域的巨大潜力。而亚洲除中国以外的国家,其地质封存潜力约为4900~5500亿吨。北美地区的封存潜力也非常大,估计为2.3~21.53万亿吨。这些地区的封存潜力主要得益于其丰富的地质资源和适宜的地质条件。
总的来说,全球和主要国家的CCUS封存潜力是巨大的,具有广阔的应用前景。然而,要实现这一潜力,还需要在技术、经济和政策等多个方面取得突破和进展。同时,各国也需要加强合作与交流,共同推动CCUS技术的发展和应用。






















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