随着全球应对气候变化进程的不断加深和我国碳中和目标的提出，碳捕集利用与封存（CCUS）技术在实现各国二氧化碳减排目标、 保障能源安全中的重要作用越来越凸显。然而，近日，由北京理工大学能源与环境政策研究中心发布的《实现碳中和目标的CCUS产业发展展望》报告指出，我国CCUS产业体系仍处于发展初期阶段，亟需加强与碳中和目标相匹配的CCUS产业总体布局。

报告指出，目前我国CCUS技术示范规模相比碳中和技术需求之间仍存在很大差距，CCUS产业化发展进程面临着迫切需求和复杂挑战：

我国CCUS产业化技术起步相对滞后，亟需加速核心技术研发能力建设，以尽早实现关键技术知识产权的国有化。同时，推动大规格、高性能设备制造的国产化。CCUS产业化发展不仅涉及常规工程项目所需的通用设备，如项目建设所需的辅助设备、工具、电气与仪表等，更需要加强对各环节专用设备的研发与应用，从而为整个产业链的完善提供关键支持，显著提升我国CCUS产业在国际舞台上的竞争力。

我国二氧化碳捕集技术总体上已在大部分领域（特别是对小型项目而言）实现了国产化，但国产化技术性能水平和大规格生产能力仍有待提高。除常规设备外，捕集环节涉及到的专用设备还包括模块化。CO₂捕集设备、压缩机、二氧化碳相关参数监测传感系统、二氧化碳储罐，以及碳捕集系统集成与控制系统等。其中，部分关键设备，如空分装置（气体压缩机）、循环流化床、膜法碳捕集设备、系统监测与控制、二氧化碳压缩机等，在很大程度上仍较依赖进口。未来，亟需重点突破高效低能的二氧化碳捕集和压缩技术、空分设备精细化设计和加工技术等。02

我国CO₂运输技术总体上具备生产制造能力，但大流量运输的优化设计与高端制造技术仍有待加强。在管道运输领域，CO₂输送对压缩机等主要部件的强度和密封性提出了更高的要求，我国相关核心部件的设计和加工精度与国外相比仍存在差距。此外，输送含杂质的CO₂相较于输送纯CO₂更为复杂，这对整个CO₂流的相态变化、管道输送工艺、管道输送能力、管道的裂纹扩展及管道的腐蚀与保护等技术指标提出了更高的要求。需要加强大流量长距离的管输网络规划及工艺设计技术、流动保障技术、安全控制技术、专用监测传感系统以及随管检测技术的创新研发。对于船舶运输，应重点关注大容量CO₂运输技术研发及其关联产业需求。

从技术成熟度来看，不同CO₂化学、生物及矿化利用技术差异较大。我国CO₂化学和生物利用技术与国际发展水平基本同步，整体上处于工业示范阶段；CO₂合成化学材料技术已实现工业示范，如合成有机碳酸酯等；在CO₂矿化利用方面，钢渣和磷石膏矿化利用技术已接近商业应用水平。其中，CO₂化工利用（如CO₂制备甲醇技术、CO₂合成异氰酸酯/聚氨酯技术及CO₂合成可降解聚合物材料技术）通常需要高温加催化剂的反应条件，未来应重点突破高效稳定的催化反应技术，提高二氧化碳利用的效率和经济性。在CO₂矿化利用方面，大规模推广的关键挑战在于不同类型的专用装备研制（如特殊反应器等）。而CO₂微藻利用技术则主要受制于光生物反应器及微藻培养工艺的优化与扩容。

在CO₂地质利用与封存环节，断层勘察与表征、力学长期稳定性与变形分析、大规模注气与控制、CO₂监测等技术亟待发展以满足需求。我国在场地性能模拟分析软件、场地尺度地质建模工具等方面还存在较大技术差距。在CO₂监测技术方面，特征监测与结果解释的精度和可靠性仍需进一步提升。未来，迫切需要攻关场地表征与筛选、场地评估与风险评价、CO₂全密闭注井、环境监测与风险管理等关键技术。在突破场地尺度地质建模工具和专用设备等方面，重点关注CO₂地质封存监测设备和CO₂地质封存设施决策支持软件工具的研发，以提高技术水平和应对实际项目运行中的挑战。

CCUS产业化发展同时对于保障各工况稳定运行的工程建设及消耗品材料提出了新的需求。这些需求的出现将推动相关领域的研发和创新，为CCUS产业链的健康发展提供必要的技术和材料支持。

加速碳捕集溶剂或材料的自主创新，主要包括各种碳吸附溶剂、高效碳捕集材料等，以确保捕集过程的高效、经济和可持续运行；

主要涉及防腐蚀钢材及密封性材料，包括在管道建设中使用的高抗腐蚀钢材以及确保管道密封性的特殊材料；

主要包括高性能催化剂、与CO₂反应的其他原材料，例如，氢气（用于制甲醇）、环氧乙烷（用于合成有机碳酸酯）、环氧丙烷（用于合成可降解聚合物材料）、固废材料（用于矿化养护混凝土）、钾长石（用于联合矿化固碳）、磷石膏（用于CO2矿化联产复合肥）等；

主要包括防腐蚀材料、防腐橡胶（耐CO₂密封元件）、缓释剂、完井水泥（耐CO₂长期腐蚀）等，以确保地质利用和封存过程的稳定性和安全性。

除此之外，CCUS产业化发展还面临新兴服务需求与挑战、市场机制和商业模式创新需求与挑战、政策创新需求与挑战。

报告建议，发挥新型举国体制优势，加大政策供给和资源投入，坚持技术研发和产业推广“两条腿走路”，实现弯道超车。一是搭建CCUS产业基础数据共享平台；二是加大CCUS产业关键技术研发投入；三是打造CCUS产业孵化基地；四是尽早探索创新CCUS产业商业模式；五是积极扶植CCUS产业相关市场机制创新；六是重视CCUS专业人才培养。

来源：中国化工信息周刊