碳中和目标下 CO2 捕集利用与封存技术进展、挑战与展望

本文聚焦CO2捕集利用与封存技术（CCUS）的研究进展与发展趋势，分析了北美、欧洲、中东和中国CCUS的政策导向、技术现状和重点项目。文章首先阐述了碳捕集、碳利用和碳封存的技术内涵，并从技术性、经济性、安全性、系统性等多个角度分析了目前存在的问题及挑战：

• CO2捕集技术相对成熟，直接捕集法等新工艺和金属有机框架材料等新材料的出现为高效捕集提供了更多选择，但高能耗、高成本的问题仍有待解决。例如，CLC技术可将CO2捕集率提高到250%，但能耗问题需要解决。
• CO2地质利用实践起步较早，匹配气源、增强混相能力、扩大波及体积是技术突破重点。CO2强化采油技术可提高采收率45%~2060%。
• CO2化学利用市场前景广阔，可实现高附加值产品转化，研发高转化效率、低成本的催化体系是核心问题。例如，CO2制甲醇、乙烯、乙醇等技术已取得进展。
• CO2封存地质体类型多样，全球陆上及海洋理论封存容量巨大，但需通过碳市场调控和补贴性政策弥补封存技术本身经济效益的欠缺。例如，全球陆上和海洋的理论封存容量分别约为426亿和1300亿立方米。

文章还重点介绍了低浓度CO2捕集、CO2强化采油、CO2绿色燃料合成、CO2微生物转化、CO2矿化产氢协同、地下储气库CO2垫气置换等前沿重点技术。最后，文章指出通过低成本技术创新、局域化管网建设、灵活技术组合、宏观政策调控与跨领域创新协同，CCUS可以从百万吨级、千万吨级到亿吨级规模的跨越式发展，助力中国碳中和目标实现。