大气中的碳排放有没有可能收集起来呢？这不是异想天开 ， 实际上“碳捕捉”技术——碳捕集利用与封存（CCUS）正越来越受国际关注 。 据联合国政府间气候变化专门委员会发布的《全球升温1.5℃特别报告》显示 ， CCUS是确保实现《巴黎协定》气候目标的重要技术支撑 ， 绝大多数气候模式都需要它以实现深度减排目标 。
CCUS是指将二氧化碳从工业或其他碳排放源中捕集 ， 并运输到特定地点加以利用或封存的技术 ， 包括碳捕集、碳储运、碳地质利用与封存、碳转化利用等环节 ， 具有减排规模大、减排效益明显的特点 。
【“捕捉”刚性碳排放】根据碳排放浓度不同 ， 捕集技术有燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧等 ， 目前直接空气捕集技术也被关注 。 碳储运包括槽车、船运、管道运输等方式 。 捕集来的二氧化碳 ， 可以进行地质封存 ， 或与地质利用相结合 。 比如目前应用最多的驱油技术是将二氧化碳注入油藏中 ， 使原先不具备开采条件的原油变得可流动 ， 在显著提高原油开采效率的同时减少碳排放；也可以进行转化利用 ， 以二氧化碳为主要原料 ， 通过化工或生物过程转化为高附加值产品 ， 如制备碳酸酯、微藻养殖并转化为生物质燃料等 ， 是未来重要的发展方向 。
CCUS不仅可以实现直接碳减排 ， 还能带动相关低碳产业的发展 。 比如在氢能产业中 ， 由化石能源产生的“蓝氢”在CCUS技术的支持下可以减少碳排放 ， 成为较为理想的二次能源 。 此外 ， 用生物质与燃煤混合发电再配合碳捕集 ， 也被证明是一种高效且稳定的技术路径 ， 有待进一步推广 。
能源转型、能效提升、节能减排是当前减碳的主要途径 。 然而在一些行业 ， 比如水泥、钢铁、化工等 ， 由于工艺特性 ， 即使在工艺路线改进和产能优化后 ， 仍然存在化石能源的需求以及二氧化碳刚性排放 。 CCUS是中和这部分工业碳排放的支撑技术 ， 对全球减排贡献估计占10%—30% 。 从上世纪80年代起 ， 一些发达国家开始相关技术探索和工程示范 。 截至2020年底 ， 全球共部署有CCUS项目65项 ， 其中26项正在运行 ， 每年可捕集和永久封存约4000万吨二氧化碳 。
总体来看 ， CCUS能够将二氧化碳从排放源头拦截 ， 称得上减碳的“强效药”；由于技术环节多、工程复杂 ， 目前还是一种成本很高的“贵价药” 。 尤其是在捕集环节 ， 成本可能高达200—500元/吨碳 。 随着材料化学等领域的技术进步和大规模工业化应用 ， 成本制约有望被破除 。 目前 ， 英国、日本等多国已将CCUS作为碳中和行动计划的重要组成部分 ， 未来这一技术将迎来广阔发展空间 。
我国不久前出台的《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 ， CCUS被列入绿色低碳重大科技 。 近年来 ， 我国相关领域研究取得积极进展 ， 开发出多项具有自主知识产权的技术 ， 具备了全流程设计能力 ， 2021年启动了百万吨级的全链条碳捕集驱油与封存项目、全国首个海上二氧化碳封存项目等 。 未来 ， 通过加强国际交流、吸收先进经验 ， CCUS技术有望得到进一步推广应用 。
（作者为中国环境学会CCUS专委会副主任、中国石油大学教授）
作者：彭 勃