中国的“双碳”目标意味着一场人类史上耗时最短的碳中和行动。如果要为这次行动书写指南，CCUS这个“碳捕手”越来越被广泛认定为关键的篇章。
CCUS是指碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage）技术，二氧化碳将从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加以利用或注入地层以实现永久减排。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告第三工作报告对CCUS进行了系统全面评估，结论表明这种技术就是全球其后目标实现不可或缺的减排技术组合。国际能源署则预测，CCUS、可再生能源的电气化、生物能源和氢能源是全球能源转型的四大支柱，可持续发展情景目标下，全球于2070年实现净零排放，CCUS将贡献15%累积碳减排量。
中国是化石能源消耗大国，决策层面对CCUS的支持早已有之。2007年《中国应对气候变化国家方案》中就首次提出了大力开发 CCUS技术。那么，中国的“碳捕手”现在究竟发展得如何？近日由中国21世纪议程管理中心、全球碳捕集与封存研究院、清华大学发布的《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2023）》给出了一个答案。
从“储备”到“唯一”
2021年《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035年远景目标纲要》中明确将 CCUS 技术作为重大示范项目；同年《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中也提出要推进规模化碳捕集利用与封存技术研发、示范和产业化应用，标识着CCUS技术发展进入了快车道。
CCUS技术也因此正在被重新定位。华尔街见闻注意到，2019年，《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2019版）》将CCUS技术定位为“可实现化石能源大规模低碳利用的战略储备技术”。
然而，昔日的“储备”已经演变为当下化石能源近零排放的唯一技术选择，随着应用场景的拓展，钢铁水泥等难减排行业深度脱碳也将CCUS作为可行技术方案，而未来支撑碳循环利用则将之视作主要技术手段。
提高石油采收率国家重点实验室的观点同样支撑上述分析。华尔街见闻了解到，在中国“双碳”背景下，CCUS预计碳中和时期每年具备（10～16）10⁸吨二氧化碳封存规模的市场潜力，在官方认定中，CCUS是现在火电、水泥和钢铁行业等煤基工业部门的托底碳中和路径。
《报告》综合展现了CCUS技术在全行业的应用及其未来减排需求，预测碳达峰碳中和目标下中国CCUS减排需求为：2025年约为2400万吨/年（1400～3100万吨/年）， 2030年将增长到近1亿吨/年（0.58～1.47亿吨/年），2040年预计达到10亿吨/年左右（8.85～11.96亿吨/年），2050年将超过20亿吨/年（18.7～22.45亿吨/年），2060年约为23.5亿吨/年（21.1～25.3亿吨/年）。
据《报告》分析，分行业看，考虑到中国目前的发电装机容量和能源安全的硬约束，火电行业将是CCUS的应用重点，预计2060年可通过CCUS实现约10亿吨/年的二氧化碳减排量；钢铁、水泥、化工等行业在提高生产效率和达到生产峰值后将仍有部分二氧化碳需要通过CCUS实现减排；到碳中和前夕，国内仍将有一部分温室气体排放无法通过常规技术手段完成减排，负排技术BECCS、 DAC预计将贡献5～8亿吨/年的二氧化碳移除量。
技术差距
据不完全统计，截至2022年底，中国已投运和规划建设中的CCUS示范项目已接近百个，其中已投运项目超过半数，具备二氧化碳捕集能力约400万吨/年， 注入能力约200万吨/年，分别较2021年提升了33%和65%左右，而示范项目的二氧化碳捕集源涵盖电力、油气、化工、水泥、钢铁等多个行业，其中，电力行业示范项目超过了20个。
国家社科基金重大项目“面向碳中和的能源革命推进路径与策略研究”中的一篇论文还指出，在具有整合产业链资源、降低中间成本等优势的CCUS一体化技术方面，科技论文和专利是重要的量化指标。
根据 Web of Science 核心合集数据库的检索结果显示，自2000—2021年，科技论文年发文量从不足10篇增长至约900篇。总发文量位居前三位的国家分别为美国（986篇，16%）、中国（953篇，15%）和英国（632篇，10%）。尤其中国发文数量出现迅速增长，并在 2016 年超越美国成为科技论文产出大国。
在专利方面，基于Derwent Innovation专利数据库检索分析发现，全球 CCUS 一体化技术专利申请量共18133 项，整体呈现出逐年增长趋势。其中，美国（5084 项，28%）、中国（4354项，24%）、日本（3000 篇，17%）的专利申请数量位居前三。中国专利申请数量在 2016年也同样超越美国成为专利成果产出大国。
然而，数字的背后却也难掩当下的技术差距。据了解，目前中国的二氧化碳捕集技术正在由第一代向第二代过渡，第三代技术也开始崭露头角，但和国际发达水平相比，后两代技术仍然明显落后。
第一代捕集技术是指现阶段已完成工程示范并投入商业运行的技术，如传统的燃烧后化学吸收技术、燃烧前物理吸收技术等；第二代捕集技术是指能够在2025年进行商业部署的捕集技术，如基于新型吸收剂的化学吸收技术、化学吸附技术等；第三代捕集技术又称变革性技术，是指能够在2035年开始投入商业运行的技术，如化学链燃烧技术等。
CCUS发展存在明显代际差异。《报告》显示，第一代捕集技术中，燃烧前物理吸收技术发展比较成熟，已经处于商业应用阶段，与国际先进水平同步；燃烧后化学吸收技术在国际上已经处于商业应用阶段，中国还处于工业示范阶段。第二代和第三代捕集技术发展相对滞后，增压富氧燃烧和化学链燃烧技术在国内外均处于中试及以下阶段。
成本之困
这与真金白银的支持力度有关。华尔街见闻注意到，国外主要国家已经出台一系列直接经济支持政策以推动CCUS一体化技术项目的发展。
根据上述论文的统计，截至 2021年底，英国的总资助额超过20亿英镑，挪威的资助额超过了260亿克朗，加拿大已经提供及计划提供的总资助额超过30亿加元，澳大利亚资助额超过26亿澳元，而美国的总资助额更是接近400亿美元。
美国还制定了目前最完善的 CCUS 激励政策——45Q条款，该条款于 2008 年首次颁布，经历了2018 年和 2021 年的两次修整，采用递进式补贴价格，规定将二氧化碳进行地质封存的补贴价格由34.81 美元/吨二氧化碳（2021年）递增至 50.00 美元/吨二氧 化碳（2026 年）。
《报告》也认为，与国际上拥有丰富CCUS应用经验的国家和地区相比，中国的相关政策还有待完善，商业模式更是有待开发。国际经验表明，政府通过金融补贴、专项财税、强制性约束、碳定价机制等手段支持CCUS，能提高企业积极性，推动技术商业化。
这是因为当下国内CCUS技术减排仍有较高的成本，与其他技术竞争优势不明显，经济社会尚未做好大宗商品价格上浮的准备，这一点制约了CCUS技术推广应用。加装和运行CCUS 的高成本对电力、钢铁、水泥等行业也造成较大压力。以煤电行业为例，加装 CCUS设施的燃煤电厂发电效率会降低 20～30%，发电成本升高约60%。电力、水泥仍是国内捕集成本较高的行业，捕集成本分别为200～600元/吨二氧化碳和305～730元/ 吨二氧化碳，但整体均低于国外约350～977 元/吨二氧化碳和686～1280元/吨二氧化碳的捕集成本。
