李娜娜，趙晏強(qiáng)，秦阿寧，陳偉，李霞穎

（1.中國(guó)科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心科技大數(shù)據(jù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430071；2.中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心，北京 100190；3.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430071）

碳捕集、利用與封存（carbon capture,utilization and storage，CCUS）技術(shù)是將CO2從工業(yè)過(guò)程、能源利用或大氣中分離出來(lái)，直接進(jìn)行利用或注入地層以實(shí)現(xiàn)CO2永久減排的過(guò)程[1]，是碳捕集與封存（carbon capture and storage，CCS）技術(shù)的升級(jí)，更是應(yīng)對(duì)全球氣候變暖的關(guān)鍵技術(shù)之一。2016 年11 月，CCUS 被納入“創(chuàng)新使命（MI）”七大創(chuàng)新挑戰(zhàn)之一[2]。2019 年，二十國(guó)集團(tuán)（G20）能源與環(huán)境部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議首次將CCUS 技術(shù)納入議題。國(guó)際能源署（IEA）指出[3]，要實(shí)現(xiàn)2070 年全球凈零排放，CCUS在2020—2070 年的累計(jì)減排量約占15%。根據(jù)預(yù)測(cè)，CCUS 占2040 年全球所需累計(jì)減排量的7%，2070 年CCUS 的使用將實(shí)現(xiàn)15%以上的累積減排量。在國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）深度脫碳情景下，2050 年CCUS 將貢獻(xiàn)約6%年減排量，即27.9 億t/a[1]。據(jù)估計(jì)，全球CO2理論封存容量為8 000～55 000 Gt[4]。其中，陸上封存容量為6 000～42 000 Gt，海底封存容量為2 000～13 000 Gt。即使全球CO2封存容量的最低估計(jì)為8 000 Gt，也遠(yuǎn)超可持續(xù)發(fā)展情景中2020—2070 年間封存的CO2量（220 Gt）[3]。由于其巨大的減排潛力，CCUS 作為實(shí)現(xiàn)碳中和的兜底技術(shù)，受到世界各國(guó)廣泛重視。

2020 年，習(xí)近平總書(shū)記在第75 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出中國(guó)CO2排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)峰，努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。從實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的減排需求來(lái)看，中國(guó)亟需推廣部署CCUS 技術(shù)。近年來(lái)，全球主要國(guó)家/地區(qū)積極制定新戰(zhàn)略、新計(jì)劃，前瞻布局規(guī)劃，強(qiáng)化科技創(chuàng)新，加快布局CCUS 技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)布一系列CCUS 相關(guān)的規(guī)劃、計(jì)劃和戰(zhàn)略研究報(bào)告。本文基于美國(guó)、歐盟、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家/地區(qū)CCUS 戰(zhàn)略規(guī)劃分析，對(duì)CCUS 科技發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，總結(jié)CCUS 領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，對(duì)我國(guó)CCUS 發(fā)展提出對(duì)策建議。

1 國(guó)際CCUS 領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，CCUS 領(lǐng)域發(fā)展取得重大突破，CCUS過(guò)程鏈各環(huán)節(jié)取得重要進(jìn)展，CCUS 項(xiàng)目和網(wǎng)絡(luò)數(shù)量不斷增長(zhǎng)?！度蛱疾都c封存現(xiàn)狀2021》[4]報(bào)告顯示：全球共有135 個(gè)商業(yè)CCS 設(shè)施（27 個(gè)正在運(yùn)行、2 個(gè)暫停運(yùn)行、4 個(gè)在建、58 個(gè)處于高級(jí)開(kāi)發(fā)階段、44 個(gè)處于早期開(kāi)發(fā)階段）；僅過(guò)去1 年，全球碳封存能力就增加了32%。

世界多國(guó)/地區(qū)積極部署CCUS 示范項(xiàng)目建設(shè)，CCUS 示范工程建設(shè)不斷推進(jìn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2021 年前9 個(gè)月，新增CCUS 項(xiàng)目71個(gè)[5]。歐盟委員會(huì)通過(guò)了“歐洲地平線”2021—2022 年主要工作計(jì)劃[6]，明確了未來(lái)2 年的研發(fā)目標(biāo)和具體主題，其中在CCUS 領(lǐng)域，計(jì)劃將CCUS 集成至樞紐或集群。2021 年4 月，澳大利亞政府宣布投資2.637 億澳元用于支持CCS/CCUS 項(xiàng)目和樞紐的發(fā)展[7]。9 月，澳大利亞政府啟動(dòng)2.5 億澳元的CCUS 中心和技術(shù)計(jì)劃，以大規(guī)模部署CCUS[8]。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息通信部提出韓國(guó)《碳中和技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)戰(zhàn)略》[9]，指出應(yīng)通過(guò)新材料開(kāi)發(fā)、效率提高和大規(guī)模化等措施降低捕集成本，并且促進(jìn)CO2存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化利用，以加速CCUS 大規(guī)模示范和商業(yè)化。我國(guó)CCUS 示范項(xiàng)目的建設(shè)也取得重要進(jìn)展。2021 年1 月，山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司建設(shè)的世界首個(gè)煤電CO2捕集及資源化利用全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線進(jìn)入試生產(chǎn)[10]。2021 年7 月開(kāi)建的我國(guó)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目[11]——齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目已全面建成。這是目前國(guó)內(nèi)最大的CCUS 全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘?，?duì)于我國(guó)推進(jìn)CCUS 規(guī)模化發(fā)展具有重要意義。

2021 年，全球CCUS 相關(guān)技術(shù)不斷實(shí)現(xiàn)突破創(chuàng)新。世界上第1 個(gè)跨學(xué)科的CO2研究中心[12]成立，旨在結(jié)合化學(xué)、生命科學(xué)和系統(tǒng)分析等科學(xué)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)高效捕集、存儲(chǔ)和回收CO2的先進(jìn)技術(shù)，重點(diǎn)研究利用微生物和電化學(xué)將CO2轉(zhuǎn)化為燃料和塑料；直接空氣捕集（direct air capture，DAC）技術(shù)研究取得重大突破，全球最大的DAC 設(shè)施上線[13]，全球首個(gè)船載CO2捕集裝置完成安裝[14]，大規(guī)模CO2液化船舶運(yùn)輸技術(shù)研發(fā)和示范項(xiàng)目啟動(dòng)[15-16]；CO2低溫電解轉(zhuǎn)化技術(shù)[17]、CO2高附加值化學(xué)品轉(zhuǎn)化[18-23]、CO2礦物轉(zhuǎn)化及固定和利用[24-25]等方面的研究不斷推陳出新；碳封存場(chǎng)地評(píng)估、安全監(jiān)測(cè)研究不斷深入。2021 年，海上碳封存項(xiàng)目、計(jì)劃[26-28]不斷推進(jìn)，場(chǎng)地評(píng)估[29-30]、封存潛力估算[31]取得重要進(jìn)展，新型監(jiān)測(cè)技術(shù)[32-33]不斷涌現(xiàn)。

2 主要國(guó)家/地區(qū)CCUS 重要戰(zhàn)略規(guī)劃

近年來(lái)，CCUS 受到世界主要國(guó)家/地區(qū)的廣泛關(guān)注，美國(guó)、歐盟、英國(guó)、加拿大、日本等紛紛發(fā)布相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃，推進(jìn)CCUS 的順利實(shí)施，并加速布局CCUS 項(xiàng)目，全球CCUS 進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。主要國(guó)家/地區(qū)CCUS 戰(zhàn)略規(guī)劃見(jiàn)表1。

表1 主要國(guó)家/地區(qū)CCUS 戰(zhàn)略規(guī)劃Tab.1 CCUS strategic planning of major countries/regions

2.1 美國(guó)

美國(guó)作為CCUS 技術(shù)的推動(dòng)者和引領(lǐng)者，自1972 年在得克薩斯州建立全球第1 個(gè)CCS 設(shè)施，開(kāi)展了CCUS 領(lǐng)域技術(shù)的全面研究。經(jīng)過(guò)多年積累與發(fā)展，在示范項(xiàng)目基礎(chǔ)上，CCUS 技術(shù)取得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，形成相對(duì)成熟的CCUS 技術(shù)，在CCUS 戰(zhàn)略規(guī)劃、資金投入等方面一直處于全球領(lǐng)先地位。除發(fā)布相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃推動(dòng)外，2021 年，美國(guó)能源部密集發(fā)布CCUS 領(lǐng)域項(xiàng)目資助計(jì)劃[34-37]，為變革性碳捕集研發(fā)、DAC 新技術(shù)和點(diǎn)源CCS 技術(shù)提供研發(fā)支持。

2.2 歐盟

歐盟將CCUS 視為關(guān)鍵工業(yè)部門脫碳的優(yōu)先領(lǐng)域。歐盟委員會(huì)2021 年6 月通過(guò)了“地平線歐洲”2021—2022 年主要工作計(jì)劃[47]。CCUS 領(lǐng)域擬資助主題包括：將CCUS 集成至工業(yè)樞紐或集群；通過(guò)新技術(shù)或改進(jìn)技術(shù)降低碳捕集成本；通過(guò)CCUS進(jìn)行工業(yè)脫碳；直接空氣碳捕集和轉(zhuǎn)化。同年10 月，歐盟啟動(dòng)PyroCO2創(chuàng)新項(xiàng)目[48]，預(yù)算4 400 萬(wàn)歐元，為期5 年，最終目標(biāo)是建設(shè)運(yùn)營(yíng)一個(gè)每年能夠捕集10 000 t 工業(yè)CO2的設(shè)施，并將其用于生產(chǎn)化學(xué)品。此外，歐盟把CCUS 作為綠色制氫的關(guān)鍵技術(shù)[49]，目前這2 種技術(shù)處于初始發(fā)展階段[50]。其中，歐洲CCS 清潔氫氣倡議正在計(jì)劃和可行性研究階段，荷蘭開(kāi)展了CCUS 與低碳?xì)浣Y(jié)合的探索。

2.3 英國(guó)

英國(guó)注重工業(yè)領(lǐng)域的脫碳研究，提出相應(yīng)的計(jì)劃、資助和技術(shù)指南。2020 年2 月，英國(guó)商業(yè)、能源與工業(yè)戰(zhàn)略部（BEIS）[51]宣布為“碳捕集、利用與封存創(chuàng)新”計(jì)劃（CCUS Innovation）提供2 400 萬(wàn)英鎊資金，支持英國(guó)和北海海盆未來(lái)的工業(yè)脫碳，建立世界一流CCUS 基礎(chǔ)設(shè)施，以捕集工業(yè)碳排放并將其存儲(chǔ)在利物浦灣天然氣田中，實(shí)現(xiàn)CCUS 的大規(guī)模部署，將革命性的Allam-Fetvedt 電力循環(huán)技術(shù)引入英國(guó)。7 月，英國(guó)政府宣布總額為3.5 億英鎊的一攬子資助方案[52]，支持重工業(yè)、建筑、航天和交通運(yùn)輸部門脫碳的綠色技術(shù)研發(fā)。其中提出將投入1.39 億英鎊，支持從天然氣過(guò)渡到清潔氫能技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及擴(kuò)大CCS 規(guī)模，以減少重工業(yè)碳排放。2021 年3 月，英國(guó)國(guó)家研究與創(chuàng)新署（UKRI）宣布在“工業(yè)戰(zhàn)略挑戰(zhàn)基金”（ISCF）支持下，通過(guò)“工業(yè)脫碳挑戰(zhàn)”計(jì)劃向9 個(gè)項(xiàng)目投入1.71 億英鎊[53]，旨在通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)與部署，使至少1 個(gè)英國(guó)工業(yè)集群到2030 年實(shí)現(xiàn)大幅減排，以支持英國(guó)到2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和。此次資助包括3 個(gè)海上CCUS 項(xiàng)目以及6 個(gè)陸上碳捕集或氫燃料轉(zhuǎn)換項(xiàng)目，上述項(xiàng)目將在英國(guó)最大的工業(yè)集群中進(jìn)行部署和推廣。5 月，英國(guó)宣布將投資1.66 億英鎊支持綠色技術(shù)研究[54]，包括開(kāi)發(fā)碳捕集、溫室氣體去除和氫能技術(shù)，同時(shí)還將幫助英國(guó)污染行業(yè)（包括制造業(yè)、鋼鐵、能源和廢物）尋找脫碳解決方案。

2.4 加拿大

加拿大重視CCUS 全流程工業(yè)化實(shí)踐應(yīng)用。2014 年加拿大薩斯喀電力公司在邊界壩3 號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組改造項(xiàng)目基礎(chǔ)上，建成了全球首座CCUS一體化項(xiàng)目，證實(shí)了CCUS 商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的可行性[55]。目前，加拿大的Weyburn 項(xiàng)目是世界上最大、最成功的CCUS-提高采收率（enhanced oil recovery，EOR）示范項(xiàng)目。加拿大2021 年計(jì)劃7 年內(nèi)向其自然資源部提供3.19 億加元的資金支持研究、開(kāi)發(fā)和示范，提高CCUS 的商業(yè)可行性技術(shù)[56]。2021 年12 月，自然資源部宣布啟動(dòng)“能源創(chuàng)新計(jì)劃”招標(biāo)，以支持低碳燃料技術(shù)研發(fā)與示范，促進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的碳減排[57]。加拿大政府計(jì)劃在2030 年前為至少2 個(gè)新的大規(guī)模碳捕集項(xiàng)目提供資金支持，大約12家石油和天然氣公司正在爭(zhēng)取在艾伯塔省進(jìn)行CO2地質(zhì)封存的權(quán)利。據(jù)加拿大自然資源部CCUS 戰(zhàn)略草案，2 個(gè)碳存儲(chǔ)中心將在2030 年之前開(kāi)建[58]。

2.5 日本

日本重視碳的循環(huán)利用研究，將CCUS 技術(shù)視為日本實(shí)現(xiàn)脫碳社會(huì)目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，并制定了相關(guān)的CCS/CCUS 研究規(guī)劃與路線圖，開(kāi)展相關(guān)技術(shù)理論、試驗(yàn)和示范研究。2022 年1 月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省分別制定“CO2等燃料制造技術(shù)”和“CO2分離回收技術(shù)”項(xiàng)目研發(fā)計(jì)劃[59]，并提供1 152.8 億日元的資金支持。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省下轄的日本新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織（NEDO）不斷推進(jìn)CCUS技術(shù)，將在“碳循環(huán)、下一代火力發(fā)電等技術(shù)開(kāi)發(fā)”框架下[60]，2021—2025 年間投資130 億日元用于支持CO2循環(huán)利用技術(shù)的發(fā)展；并計(jì)劃在“綠色創(chuàng)新基金”框架下投資550 億日元用于支持“使用CO2的混凝土和水泥制造技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目[61]。

3 CCUS 研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1 碳捕集

碳捕集主要分為燃燒前捕集、富氧燃燒捕集和燃燒后捕集[1]，是CCUS 技術(shù)發(fā)展中的研究重點(diǎn)之一[62]。碳捕集是CCUS 技術(shù)全流程中成本最高的部分，通常占CCUS 成本的75%，從15～25 美元/t 到超過(guò)120 美元/t 不等，具體取決于CO2的應(yīng)用和濃度[3]。在可持續(xù)發(fā)展情景下[3]，2070 年美國(guó)CO2捕集量將達(dá)到1 200 Mt 左右，其中95%以上被永久封存。歐洲CO2捕集量預(yù)計(jì)將在2030 年增至約35 Mt，2050 年增至350 Mt，2070 年超過(guò)700 Mt。中國(guó)CO2捕集量2030 年達(dá)到0.4 Gt，約占全球總量的一半，到2070 年超過(guò)2 Gt。碳捕集量的增長(zhǎng)決定了捕集技術(shù)的突破將是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。碳捕集技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是降低成本和能耗。目前，第1 代碳捕集技術(shù)漸趨成熟，但成本和能耗偏高、缺乏廣泛的大規(guī)模示范工程經(jīng)驗(yàn)；第2 代碳捕集技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或小試階段[1]。碳捕集的研究將聚焦于低能耗低成本功能性捕集原理，高效低能耗碳捕集材料，碳捕集與能源、工業(yè)等領(lǐng)域系統(tǒng)的集成耦合等關(guān)鍵問(wèn)題?；瘜W(xué)鏈捕集技術(shù)、新型膜分離技術(shù)、新型吸收/吸附技術(shù)、第2 代碳捕集技術(shù)[63]、先進(jìn)化學(xué)吸附法[3]、增壓富氧燃燒技術(shù)、Allam 循環(huán)[64]、CO2源頭低能耗捕集、燃燒后CO2捕集系統(tǒng)與化工轉(zhuǎn)化利用裝置結(jié)合在碳密集型行業(yè)的規(guī)模應(yīng)用將是未來(lái)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

3.2 碳運(yùn)輸

碳運(yùn)輸作為CCUS 技術(shù)發(fā)展中的重要一環(huán)，對(duì)于大規(guī)模CCUS 項(xiàng)目的實(shí)施至關(guān)重要。CO2運(yùn)輸主要采用管道、船舶、鐵路/公路等多種運(yùn)輸方式。目前，國(guó)內(nèi)CO2主要采用罐車進(jìn)行短距離運(yùn)輸，全球范圍內(nèi)CO2管道運(yùn)輸作為一項(xiàng)成熟技術(shù)正在商業(yè)化應(yīng)用[65]。據(jù)IEA 預(yù)測(cè)，到2050 年CO2管道長(zhǎng)度將達(dá)到95 000～550 000 km。IEA 發(fā)布的《全球能源行業(yè)2050 年凈零排放路線圖》指出，2030 年之后將開(kāi)始推廣CCUS 技術(shù)，將對(duì)CO2輸送管道和制氫基礎(chǔ)設(shè)施的年度投資額從現(xiàn)在的10 億美元增加到2030 年的400 億美元。CO2管道運(yùn)輸是未來(lái)大規(guī)模示范項(xiàng)目的主要輸送方式。運(yùn)輸管道通常在高壓狀態(tài)下進(jìn)行輸送，且大規(guī)模、長(zhǎng)距離的管道存在機(jī)械損傷、土壤侵蝕、材料缺陷和人為破壞等復(fù)雜工況，難免發(fā)生泄漏事故，會(huì)對(duì)人群健康和生態(tài)環(huán)境造成不良影響[66]。CO2運(yùn)輸方面研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注CO2凈化、壓縮、液化，運(yùn)輸安全性評(píng)價(jià)，運(yùn)輸管道自動(dòng)化運(yùn)維等關(guān)鍵問(wèn)題。其中，管道安全控制體系、管網(wǎng)的智能化管理、CO2與天然氣“集中利用+CCUS”的近零排放商業(yè)模式將成為重要的發(fā)展趨勢(shì)。

3.3 碳轉(zhuǎn)化利用

CO2再利用技術(shù)研發(fā)是CCUS 領(lǐng)域的重要研究方向之一。全球CO2消耗量約為230 Mt/a，并有望在未來(lái)穩(wěn)步增長(zhǎng)。IEA 對(duì)CO2使用潛力預(yù)測(cè)表明，化學(xué)品和建筑材料的CO2使用量可以達(dá)到5 Gt/a，合成烴燃料的CO2使用量則更高[67]。化工利用、生物利用、物理應(yīng)用等都是CCUS 關(guān)注的重要領(lǐng)域。碳轉(zhuǎn)化利用將聚焦CO2轉(zhuǎn)化制燃料和化學(xué)品，CO2生物轉(zhuǎn)化利用和CO2礦物轉(zhuǎn)化、固定和利用的研究。當(dāng)前，CO2生物利用技術(shù)總體處于初期發(fā)展階段，化工利用技術(shù)取得顯著發(fā)展。將CO2納入工業(yè)體系，作為基礎(chǔ)原料進(jìn)行化工產(chǎn)品生產(chǎn)，開(kāi)展CO2轉(zhuǎn)化利用與環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，推進(jìn)工業(yè)固廢礦化CO2聯(lián)產(chǎn)化工產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)CO2大幅減排，有望加速化工行業(yè)的綠色化。其中，CO2轉(zhuǎn)化制燃料和化學(xué)品將重點(diǎn)研究熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、電化學(xué)轉(zhuǎn)化、光/光電化學(xué)轉(zhuǎn)化等關(guān)鍵問(wèn)題；CO2生物轉(zhuǎn)化利用將重點(diǎn)研究CO2生物轉(zhuǎn)化為多碳化學(xué)品和生物燃料，固、液、氣三相生物過(guò)程調(diào)控等關(guān)鍵問(wèn)題；CO2礦物轉(zhuǎn)化、固定和利用將重點(diǎn)研究CO2礦物活化等關(guān)鍵問(wèn)題。定向轉(zhuǎn)化合成有機(jī)含氧化學(xué)品/油品新工藝，高附加值碳基新材料轉(zhuǎn)化制造，高效光/電解水與CO2還原耦合的光/電能和化學(xué)能循環(huán)利用，工業(yè)固廢礦化CO2聯(lián)產(chǎn)化工產(chǎn)品等是碳轉(zhuǎn)化利用研究重要的發(fā)展趨勢(shì)。

3.4 碳地質(zhì)利用與封存

碳地質(zhì)封存將CO2封存在油氣藏、鹽沼地、煤井等特殊地質(zhì)中，實(shí)現(xiàn)與大氣的長(zhǎng)期隔絕。全球不同地區(qū)的碳封存容量差異很大。根據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)的地質(zhì)封存潛力約為403～2 830 Gt，俄羅斯的地質(zhì)封存潛力約為1 234～8 673 Gt，美國(guó)的地質(zhì)封存潛力約為812～5 708 Gt，歐洲地區(qū)的地質(zhì)封存潛力約為302～2 120 Gt，澳大利亞及新西蘭地區(qū)的地質(zhì)封存潛力約為595～4 184 Gt[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球目前廢棄的油氣田可以封存CO2約923 Gt，與全球燃燒化石燃料的發(fā)電廠排放的CO2質(zhì)量相當(dāng)[68]。由于CO2物化性質(zhì)優(yōu)越，被廣泛用于能源資源開(kāi)發(fā)利用，例如CO2-EOR、CO2驅(qū)替煤層氣（CO2-enhanced coalbed methane，CO2-ECBM）、CO2驅(qū)水（CO2-enhanced water recovery，CO2-EWR）、CO2驅(qū)天然氣（CO2-enhanced natural gas recovery，CO2-EGR）等。隨著各國(guó)加強(qiáng)對(duì)碳排放的管控、碳稅和碳價(jià)的上漲，采用CO2進(jìn)行規(guī)模化驅(qū)替應(yīng)用，會(huì)使CCUS 成本顯著降低，具有廣闊的應(yīng)用前景。CO2地質(zhì)利用與封存方面重點(diǎn)研究CO2驅(qū)替資源開(kāi)采，CO2-水-巖作用定向干預(yù)及封存性能強(qiáng)化，強(qiáng)非均質(zhì)場(chǎng)地表征、建模及封存模擬，地質(zhì)封存監(jiān)測(cè)控制和環(huán)境影響預(yù)測(cè)等關(guān)鍵問(wèn)題。CO2驅(qū)替頁(yè)巖氣、天然氣水合物、干熱巖、煤層氣等資源，深海封存和礦化封存，結(jié)合人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)的智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，CCUS 全流程/全階段技術(shù)評(píng)估等將是未來(lái)重要的發(fā)展趨勢(shì)。另外，由于CCUS 項(xiàng)目存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)引起土壤酸化。為了控制泄漏風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)封存地質(zhì)構(gòu)造的研究，從選址、封存措施、監(jiān)控手段等方面加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)控制。

4 對(duì)策與建議

目前，我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主，有效實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排目標(biāo)，離不開(kāi)CCUS 技術(shù)的配合與支持。目前，CCUS 技術(shù)作為我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化必不可少的技術(shù)手段，總體還處于研發(fā)和示范的初級(jí)階段，面臨政策、資金、技術(shù)等眾多挑戰(zhàn)。針對(duì)我國(guó)CCUS 發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下建議：

1）加快構(gòu)建CCUS 政策支持體系

加強(qiáng)國(guó)家層面的CCUS 戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì)的有序部署。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)雙碳“1+N”頂層設(shè)計(jì)已出爐，相關(guān)部門和單位加快研究制定CCUS 領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署和工作實(shí)施方案，各行業(yè)各地區(qū)制定具體行動(dòng)計(jì)劃，完善法律法規(guī)框架，盡快形成CCUS 的政策體系，制定科學(xué)合理的建設(shè)運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)體系，為雙碳“1+N”政策體系進(jìn)行有效補(bǔ)充。

2）加大財(cái)政投入和金融支持

CCUS 技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)財(cái)政和金融的有力支持。發(fā)揮社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制優(yōu)勢(shì)，一方面，加大政府對(duì)科研創(chuàng)新資金穩(wěn)定支持力度；另一方面，積極引導(dǎo)金融企業(yè)等的加入，拓寬融資渠道、開(kāi)創(chuàng)融資新模式，助力CCUS 發(fā)展。

3）深化CCUS 發(fā)展產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與產(chǎn)學(xué)研合作

科學(xué)規(guī)劃CCUS 上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，完善CCUS 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃體系。把全國(guó)相關(guān)力量集中起來(lái)，鼓勵(lì)國(guó)有企業(yè)在CCUS 研發(fā)建設(shè)中提出需求、發(fā)揮領(lǐng)頭羊作用，科研機(jī)構(gòu)/高校積極承擔(dān)攻堅(jiān)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)“卡脖子”技術(shù)的突破，有序、平衡推進(jìn)CCUS各環(huán)節(jié)發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)落地提供有效支撐。

4）積極開(kāi)展CCUS 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

緊密監(jiān)測(cè)國(guó)際CCUS 先進(jìn)技術(shù)，準(zhǔn)確把握前沿技術(shù)方向，科研人員充分發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，開(kāi)展科技攻關(guān)，推動(dòng)CCUS 關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)學(xué)研深度融合，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，打造產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新新動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

5）打造大規(guī)模CCUS 產(chǎn)業(yè)集群

結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件、產(chǎn)業(yè)分布及基礎(chǔ)設(shè)施配置，基于技術(shù)的局限性，進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)脑磪R匹配，開(kāi)展以CO2驅(qū)替頁(yè)巖氣、天然氣水合物和干熱巖地?zé)岬鹊拇笠?guī)模全流程CCUS 示范項(xiàng)目，強(qiáng)化CO2轉(zhuǎn)化利用研究，提高CCUS 項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。開(kāi)展CCUS 集群建設(shè)，建設(shè)CCUS 大型樞紐，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)和封存基礎(chǔ)設(shè)施的共享利用，降低CCUS 成本，提升規(guī)模效應(yīng)。

6）加快科技創(chuàng)新支撐體系

布局面向CCUS 重大科技需求的科技創(chuàng)新體系，設(shè)立重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、技術(shù)創(chuàng)新中心、CCUS 交叉學(xué)科研究中心等，開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新研究，有序推進(jìn)CCUS 重大項(xiàng)目研發(fā)布局，推動(dòng)前沿技術(shù)、顛覆性技術(shù)的重點(diǎn)突破，提升原始創(chuàng)新能力。

7）強(qiáng)化相關(guān)學(xué)科方向布局

從我國(guó)CCUS 領(lǐng)域長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)CCUS 科研力量與資源投入的長(zhǎng)期規(guī)劃部署，優(yōu)化科研任務(wù)部署，建立有序推進(jìn)的CCUS 科技體系?；趯?duì)國(guó)際CCUS 科技目標(biāo)的系統(tǒng)分析，聚焦CCUS 領(lǐng)域的無(wú)人區(qū)、空白區(qū)等，加強(qiáng)力量部署，努力實(shí)現(xiàn)國(guó)際引領(lǐng)。