碳捕集利用与封存.pdf

碳捕集利用与封存

碳捕集利用与封存（CCUS）是一种潜力巨大的技术手
段，对于减少温室气体排放、缓解气候变化具有重要意义。

本文将详细介绍CCUS的定义、分类以及评估方法，并探讨
不同利用和封存方式的应用。同时，我们还将深入探讨CCUS
技术的研究现状、发展前景以及可能面临的挑战。

一、碳捕集利用与封存基本概念

CCUS是指通过捕获、利用和封存二氧化碳（CO2）来
减少温室气体排放的过程。根据不同的应用和技术，CCUS
可以分为燃烧碳排放捕集、二氧化碳管道输送、二氧化碳驱

油（EOR）、化工利用、生物利用、燃料利用等碳利用，以
及碳陆上封存和碳海上封存。

在评估CCUS项目时，需要考虑多个因素，包括技术可
行性、经济性、环境影响等。技术可行性评估主要关注捕集、

运输和封存CO2的技术成熟度和可靠性。经济性评估则考虑
项目的投资成本、运营成本以及收益情况。环境影响评估则
关注项目对当地生态系统和人类健康的潜在影响。

二、燃烧碳排放捕集

燃烧碳排放捕集是CCUS的一种常见方式，通过燃烧过
程中的捕集装置将CO2从燃烧废气中分离出来。这种方式适

用于发电厂、工业炉窑等大规模燃烧设备。燃烧碳排放捕集
技术又可以分为直接空气捕集和氧气燃烧捕集两种方式。直

接空气捕集技术通过化学反应将空气中的CO2捕获并转化
为固体碳酸钙或碳酸氢钠等物质，再将其封存或利用。氧气
燃烧捕集技术则是在燃烧过程中将氧气分离出来，用纯氧替

代空气作为燃料燃烧，从而产生高浓度的CO2气体，再将其
捕获并处理。
1.燃烧后捕集

燃烧后捕集是在燃烧过程中将CO2从排放的烟气中分
离出来。这种技术主要应用于大型火力发电厂和工业锅炉。
目前，燃烧后捕集技术已经比较成熟，具有较高的捕集效率
和经济性。
2.燃烧前捕集
燃烧前捕集是在燃料燃烧前将其与水蒸气反应生成氢
气和二氧化碳，然后分离出二氧化碳并输送到燃气轮机中燃
烧，同时将氢气输送到蒸汽轮机中燃烧。这种技术可以大大
降低二氧化碳的排放，同时提高燃料的利用率。但是，燃烧
前捕集技术的成本较高，还需要解决一些技术难题，如二氧
化碳分离和氢气储存等。
3.氧燃烧技术
氧燃烧技术是一种新型的燃烧方式，它使用纯氧替代空
气作为燃料燃烧的氧化剂。这种技术可以大大降低氮氧化物

和二氧化碳的排放量，同时提高燃料的利用率。但是，氧燃
烧技术的成本较高，需要解决一些技术难题，如纯氧的生产
和二氧化碳的分离等。

三、二氧化碳管道输送

二氧化碳管道输送是CCUS中不可或缺的一环，将捕获
的CO2通过管道输送到封存地点或利用设施。管道输送技术
要求管道材料具有耐腐蚀、抗磨损、抗压等性能，同时需要

解决管道内CO2结垢、冻堵等问题。这种方式需要建设长距
离的管道网络，并且需要考虑管道的安全性和泄漏风险。目

前，全球已建成多个CO2管道输送项目，其中最长的管道长
达数百公里。

四、二氧化碳驱油

二氧化碳驱油（EOR）是一种广泛使用的石油开采技术，
其目的是通过将CO2注入石油储层中，提高原油的采收率。
这种技术适用于油田开发和提高石油产量，并且已经成为了
一种成熟且有效的石油开采方法。

在二氧化碳驱油的过程中，CO2可以与原油混合，降低
其黏度，使其更容易流动。此外，CO2还可以扩大储层体积，
提高储层压力，从而增加原油的采收率。这种技术的优点在
于其能够有效地利用二氧化碳，减少温室气体的排放，同时

还可以提高石油开采效率，延长油田的开采寿命。
二氧化碳驱油技术已经在全球范围内得到了广泛应用，
并得到了广泛认可。其不仅在技术层面上得到了验证，而且
在经济和环境方面也具有优势。因此，二氧化碳驱油技术是
一种可持续、环保的石油开采方法，未来有望得到更广泛的
应用。

五、化工利用

化工利用是将CO2作为一种重要的原料，通过化学反应
的过程，转化为各种化学品或能源的方式。这种利用方式具

有很高的可持续性和环保性，因为CO2是一种丰富的自然资
源，而且在使用过程中不会产生过多的废弃物。在化工利用

中，CO2可以用于生产多种化学品，例如甲醇、尿素等。这
些化学品在工业领域中有着广泛的应用，例如甲醇可以用于
生产甲醛、醋酸等，而尿素则是一种重要的农业肥料。此外，
CO2还可以用于生产能源，例如合成燃料，这些燃料可以替
代传统的化石燃料，从而减少对环境的影响。因此，化工利

用是一种将CO2转化为有用物质的重要方式，对于推动可持
续发展和保护环境都具有重要的意义。

六、生物利用

生物利用是将CO2作为养分供给植物生长，以实现碳固

定和生物质生产的方式。这种方式适用于农田、森林等生态
系统，并且对于减缓全球气候变暖也具有重要意义。通过生

物利用，可以将大气中的CO2