石油和可乐，这二者有联系吗？如果说有的话，那就是二氧化碳！

10月8日参加市生态环境局组织的环境科技主题采访时获悉：由国家电投远达环保牵头组建的重庆市碳捕集与利用技术创新中心，在原有装置基础上通过技术优化升级，成功实现碳捕集装置的首次商业化推广应用。

这是重庆区域碳捕集技术经过近10年的超前布局后首次推广应用，实现收入近1亿元。

1、“碳捕手”如何将二氧化碳变废为宝？

什么是CCUS？

简单来说：CCUS，也就是二氧化碳捕集、利用与封存技术，是我国减少二氧化碳排放的重要战略储备技术。加快推进CCUS技术应用和产业链发展，是能源行业实现“双碳”目标的现实需要和重要路径。刚刚我们看到捕集并制成液态二氧化碳，这只是CCUS的第一步，接下来，这些煤化工企业所产生的“废气”，将在采油厂发挥意想不到的作用。

陕甘宁盆地，在地质学上又被称为鄂尔多斯盆地，蕴藏着丰富的煤炭和油气资源。然而，这里地下油层渗透性差、地层压力较小，很多油田钻井之后，油往往无法自然流出，以往大多需要通过注水的方式，来达到驱油效果，但这样既增加了开采成本，又要消耗大量水资源。如今，通过技术攻关，将液态二氧化碳注入采油厂进行驱油，就巧妙地解决了这个难题。

目前CCUS技术的定位，已由单纯的二氧化碳减排技术，变为支撑能源安全和经济发展的重要战略性技术，将为全球能源行业的转型提供技术支撑。

在延安的一处采油厂，-20℃的液态二氧化碳被注入油井，低温让管道阀门外侧常年处于结冰状态。目前，这里已经投运了年10万吨二氧化碳驱油和封存项目。为确保安全和封存效果，工程师每天都会对来自空中、地面及地下的监测数据进行分析。而少数随着石油一起采出的二氧化碳，还会通过循环利用系统，重新注入地下。

通过注入以后来进行监测测算，目前油井单井产量可以提高50%以上。

技术的革新，让减碳有了全新的路径。而陕北地区富集的能源化工企业，更让CCUS具备了商业化的价值。从二氧化碳的捕集地，到利用、封存点，不到200公里，这极大降低了运输成本，也让减碳效益更加凸显。

整个的捕集成本也比较低，每吨是105元，加上输送到油田以后，也就是不到300块钱，通过运行来看，无论是捕集、输送、驱油和埋存以及安全监测，整个全流程一体化的项目运行比较平稳。

随着CCUS的不断成熟，目前，陕北地区已建成投产各类示范项目近十个，仅上半年，陕西全省捕集二氧化碳近55万吨，其中驱油利用20万吨，转化利用35万吨，相当于3000万棵树一年所能吸收的二氧化碳量，减碳效益初显。

2、“善用”更为关键

人人都知道二氧化碳资源化利用，关键是要找到好的切入口。二氧化碳是惰性分子，惰性到可以用来灭火，在温和条件下让它发生化学反应太难了。正是在国家科研资金的支持下，丁奎岭带领中国科学院上海有机化学所研究团队从2001年开始便在二氧化碳的世界里不断探索。

直到去年，丁奎岭团队历经近20年的基础研究，开发了二氧化碳催化转化合成二甲基甲酰胺（DMF）的新催化剂体系、成套新技术，建成了全球首套千吨级中试装置。

与过去以一氧化碳为原料的工业化技术相比，新工艺原料成本更低且来源丰富，“三废”排放大幅减少。由于新工艺使用二氧化碳和氢气为原料，对于富余氢气和二氧化碳的行业与企业，不仅可以产生显著的经济效益，还将同时减少二氧化碳排放，是一种延长产业链和提高竞争力的选项。

纵观全球，关于CCUS技术的相关研究也是从2000年左右开始。科技部中国21世纪议程管理中心研究员张贤等学者系统统计与分析了2000至2020年来自Web of Science 数据库中CCUS相关科学文献，结果发现，全球主要机构中，美国能源部、中国科学院和伦敦帝国理工学院对CCUS技术的研究实力和投入远远高于其他机构，其出版总量占全球出版总量的10.01%。

2016年以后，二氧化碳利用途径和利用方式的相关研究逐渐增加，“CO2 利用”成为热点研究领域。其间，生物能源、负排放、生物质能结合碳捕集与封存技术等关键词热度迅速上升，CCUS技术经济性研究热度也不断攀升。

在现阶段气候变化影响逐渐加剧、二氧化碳减排日益紧迫的情况下，CCUS技术结合生物能源的负排放技术将成为未来研究重点。

目前关于CCUS 技术尤其是二氧化碳资源化利用的论文铺天盖地，但丁奎岭希望涌现更多让企业感兴趣、用得上的技术方案。

3、急需构建新技术体系

在当下，我国应该考虑构建面向碳中和目标的CCUS技术体系。

过去学者定义CCUS技术时，往往因为减排目标难以定量，而大多从科学角度进行分类，且分类的角度也比较多元化。随着控制温室气体排放目标逐渐提高，CCUS的内涵和外延也在不断发展，CCUS技术在不同领域的结合会产生新的技术组合，且主要是在捕集端有所不同。他提出，面向碳中和目标按捕集的二氧化碳源进行分类。

具体分类包括：一是将化石能源燃烧过程产生的二氧化碳排放作为捕集的碳源，面向人类活动特别是能源活动产生的二氧化碳排放，可称之为FECCS；二是将生物质能源使用产生的排放作为捕集的碳源，这个碳源的捕集开始介入自然界的碳循环过程，即生物质吸收大气中的二氧化碳，称为BECCS；三是直接将大气作为捕集的碳源，是典型的负排放技术，可称之为 DACCS。

但就全球而言，国际能源署发布的上述报告显示，碳捕集在发电领域的进展并未达到预期。报告指出，在运行的2个大型CCUS项目和在建的20个项目，预计总碳捕集能力将达到5000万吨/年，但国际能源署可持续发展情景中到2030年电力碳捕集能力须达到3.1亿吨/年，CCUS的发展尚未步入正轨。

当前很多国家都提出了碳中和目标，CCUS与相关能源系统的结合有可能培育出CCUS发展的新的技术经济范式，如集成CCUS技术与氢能生产技术系统、CCUS与可再生能源和储能系统集成可行性与发展潜力等。

但由于CCUS技术链条比较长，应用的领域范围比较宽，技术路径应如何配置，是学界关注的焦点。同时，紧密结合碳中和目标下我国煤炭、电力、工业等领域能源结构的变化，还需要考虑非二氧化碳温室气体排放中和的问题。

在碳中和目标提出之后，另一个问题不容忽视，即国内顺应国际社会应对气候变化而禁煤的呼声和趋势渐长，国内控煤措施趋紧，电力和工业部门为此提出大力发展可再生能源以替代煤炭的目标。在这种情况下，不要误认为CCUS技术可以发挥作用的空间随着煤炭的逐步替代而减少，CCUS在难脱碳的工业部门和负排放领域将发挥不可替代的关键作用。