我國承諾力爭2030年前二氧化碳達到峰值、2060年前實現碳中和，意味著中國將完成碳排放強度全球最大降幅，用歷史上最短的時間從碳排放峰值實現碳中和。

在“雙碳”目標背景下，二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）的重要性愈發凸顯；CCUS技術能夠從發電和工業過程相關的排放源中分離CO?，或直接從大氣中捕集CO?，并將其轉化為有用產品或永久性封存，是應對氣候變化的關鍵核心技術。此外，CCUS是目前唯一能夠實現化石能源大規模低碳化利用的減排技術，對于碳中和背景下我國增強工業和制造業競爭力，同時實現溫室氣體減排具有重要意義。

近年來，我國圍繞二氧化碳捕集、運輸、利用和封存等各個CCUS技術環節開展了大量基礎研究、科技創新和技術示范；建成或正在建設的CCUS示范項目超過100個；已經具備了大規模捕集、利用和封存CO?的工程能力。此外，廣東、寧夏等地正在積極開展CCUS產業發展規劃研究，許多企業在同步開展CCUS技術研發和工程示范，CCUS正在加速發展。

然而，目前CCUS技術面臨著成本高、商業模式不明確、政策支持不足等挑戰，需要通過多種途徑降低成本、探索商業模式、加強政策支持，推動其實現商業化應用。

碳中和目標下CCUS的重要意義

政府間氣候變化委員會（IPCC）的第六次評估報告（AR6）估計，在2020年后 50%的可能性將全球溫升控制在2℃和1.5℃的剩余碳預算分別為11 500億噸和5000億噸[1]。僅2010—2019年10年累計的CO?排放量就達到2℃目標剩余碳預算的三分之一（1.5℃目標的五分之四），減排形勢十分嚴峻。

在實現全球溫度控制目標路徑中，提升能源效率、利用可再生能源是核心舉措。然而，在短期內大規模減少化石能源使用并實現能源轉型不切實際，CCUS技術可以促進化石能源的大規模低碳化利用，保障全球能源安全轉型。在不同的目標情景下，預計到2050年，全球CCUS貢獻的減排量需要達到27.9億噸CO? /年至76億噸CO? /年[2]，CCUS已成為實現溫升控制目標的必備技術。

2021年，中國的溫室氣體排放量為111億噸CO?，占全球總量的28.2%[3]，成為世界上最大的碳排放國。實現碳達峰、碳中和，是我國面臨的重大發展挑戰和機遇。在發電行業，在現有燃煤和燃氣電廠中應用CCUS技術，既能夠發揮我國煤炭儲量豐富的資源稟賦，保障能源系統安全，又有助于大幅削減火力發電領域的碳排放，是更為穩妥的能源轉型路徑。

在鋼鐵水泥等難減行業，CCUS是為數不多的可行脫碳技術方案。在化工行業，CCUS技術將成為未來低碳、零碳原料獲取的主要技術手段。從空氣中去除碳的生物質能碳捕集與封存（BECCS）和直接空氣碳捕集與封存（DACCS）等負碳技術更是實現碳中和目標的托底技術保障[4]。開展CCUS不僅有利于中國應對氣候變化，還有利于中國乃至全球的工業體系轉型升級，對提升中國未來制造業的整體競爭力影響深遠。

CCUS技術商業化應用面臨的挑戰

CCUS的商業化是指將CCUS技術廣泛應用于工業、能源等領域，建立一套可持續發展的商業模式，實現經濟效益和環境保護的雙重目標。這包括對CCUS技術進行成本降低、效率提高、工藝優化等方面的研究和開發，以及探索CCUS產業鏈的發展和市場化。然而，目前CCUS技術商業化應用仍面臨技術成本過高、商業模式尚未完善和缺乏政策支持等諸多挑戰。

1. CCUS高成本、弱盈利，制約了其規模化發展

CCUS的成本受多種因素影響，包括資本成本、能源和材料價格、工廠位置、碳定價等政策經濟因素，以及CO?氣源濃度、氣體雜質等技術因素。就CCUS全流程而言，捕集是CCUS成本最高的環節，一般占項目總成本的60%-80%[4]。捕集成本通常與CO?氣源濃度相關，CO?濃度越高，捕集成本越低。

綜合全球不同研究機構對于項目CCUS成本的評估結果[1、5-9]（圖1），從天然氣處理和煤化工行業高濃度排放源捕集CO?的成本較低，約為10~25美元/噸。在石化行業，CO?捕集成本為10~91美元/噸，不同生產過程的CO?捕集成本差異較大。例如，環氧乙烷生產過程中CO?的捕集成本為10~35美元/噸，而蒸汽裂解生產乙烯過程中的CO?捕集成本為50~91美元/噸。鋼鐵、水泥、發電行業產生的煙氣及尾氣中CO?濃度相對較低，CO?捕集成本較高，分別為40~124美元/噸、43~120美元/噸、50~117美元/噸。

此外，不同技術路徑的捕集成本差異明顯，以發電行業為例，燃氣機組的捕集成本為68~117美元/噸，而超臨界煤電中的CO?捕集成本則相對較低，為51~68美元/噸。作為負排放技術，BECCS和DACCS成本的不確定性更高。BECCS捕集成本為10~82美元/噸，其中生物乙醇生產過程產生的高濃度CO?捕集是最成熟的BECCS技術路線，成本較低（10~35美元/噸）；而生物質燃燒電廠的CO?捕集目前處于示范階段，成本較高（60~82美元/噸）。

由于空氣中CO?濃度低，目前從空氣中直接捕集CO?的成本極高（134~342美元/噸）。在運輸和封存環節，CCUS技術的成本相對較低。在美國，陸上管道運輸的成本在2~14美元/噸，陸上封存的成本低于10美元/噸。

在我國，根據2022年最新的成本數據[10]，水泥是我國碳捕集成本最高的行業，達到430~650元/噸。燃煤發電和鋼鐵行業的CO?捕集成本分別為300~450元/噸和348~560元/噸。煤化工行業中高濃度的CO?捕集成本可達到低于100元/噸。在運輸和封存環節，我國CCUS基礎設施建設相對滯后，缺少大規模運輸管網，目前公路罐車運輸的成本為0.9~1.4元/(噸·km)，管道運輸成本約0.8元/(噸·km)，終端的陸上CO?封存成本為50~60元/噸[2]。

目前，CCUS項目主要通過地質驅油（CO?-EOR）和銷售工業級、食品級CO?來獲得收入，但大多數項目并不盈利。未來捕集的CO?可能需要封存超過90%才能實現減排目標，這將導致獲取經濟收益變得更加困難。如果沒有政府補貼或碳市場交易來抵消項目成本，CCUS項目將難以長期運營。截至2023年3月，中國國家碳市場的碳價格為56~58元/噸，這與抵消CCUS項目成本的差距仍然較大。

CCUS項目需要大量資金投入，投資額動輒數千萬元至數億元的規模。在巨大的投資和成本壓力下，企業往往不敢大膽投入CCUS研發和示范。若無法實現經濟收益，將嚴重影響企業開展CCUS示范項目的積極性，制約CCUS產業化和規模化發展。

2. 國內CCUS的商業模式尚未完善，阻礙了其產業化發展

CCUS的商業模式指的是把CCUS開發、建設和運營等內外要素整合起來，形成一個完整、高效且具有獨特競爭力的運行模式，從而為CCUS投資者創造價值[11]。目前，CCUS項目的商業模式可主要分為四類（圖2）。最為常見的商業模式為垂直一體化模式，即由單一企業（通常為大型油氣公司）投資捕集、運輸和封存服務，這種模式能降低各方合作不暢的風險，但在一定程度上限制了企業間、行業間的協作。

隨著全球CCUS進入規模化、集群化發展階段，CCUS價值鏈不斷豐富，除石油和天然氣公司外，CCUS各個環節的不同技術參與方和投資方在全球范圍內涌現。例如，天然氣開發商逐漸參與建設CO?運輸管道并將其作為投資組合的一部分；液化天然氣運輸公司和航運公司向CO?運輸領域擴張；化工企業利用其技術開發碳捕集專利技術，減少自身排放的同時提供技術服務；工程公司開發模塊化碳捕集解決方案，服務于現有設施的CCUS改造[12]。

此外，專門從事供應鏈細分領域的新公司也在不斷涌現，如提供捕集服務的Carbon Clean、Svante、ION Clean Energy、Entropy等公司，開發CO?運輸和封存基礎設施的Storegga、Summit Carbon Solutions、Horisont Energi等公司。這種日益專業化的企業格局可以促進CCUS技術創新，降低中間環節成本，同時支撐CCUS的商業模式向合伙模式、運營商模式、第三方運輸模式的轉變，推動CCUS實現產業化。

然而，目前國內CCUS各環節的專業企業數量較少，且全產業鏈CCUS項目商業模式單一。超過50%的CCUS全流程項目為中國石油、中國石化、中海油、延長石油等大型石油企業自行投資建設的垂直一體化模式。只有少數項目采用其他商業模式（詳見表1）。

例如，在寧夏寧東基地煤化工百萬噸級CCUS示范項目中，國能寧夏煤業公司將捕集的CO?交給中國石油長慶油田進行封存，上下游企業在CO?價格、碳指標歸屬等方面達成一致意見。新疆敦華石油在中國石油所屬的甲醇廠投資建設捕集設施，將捕集到的液態CO?運輸到新疆油田用于驅油，并提供驅油技術服務。大同市人民政府與江蘇納米技術公司合資成立了大同清潔碳經濟產業研究院，并在云岡熱電有限責任公司投資建設了CO?捕集和轉化設施，捕集的CO?被用來生產碳納米管。云岡熱電有限責任公司僅提供項目所需的場地和相關服務（如電力、蒸汽和煙氣），并向合資公司收取服務費。總體而言，國內CCUS產業鏈在商業模式方面與國外仍存在較大差距，CCUS的產業化發展緩慢。

3. CCUS缺乏政策支撐，增加了其技術發展的風險

目前，全球部分發達國家已經出臺了CCUS的專項支持政策，以促進CCUS項目的推進（表2）。

以美國為例，自2008年起，美國引入《美國國內稅收法》第45Q條，為CO?封存提供稅收抵免。2022年，美國頒布《通脹削減法案》，進一步加強45Q條稅收抵免，為DAC項目提供高額補貼，并延長了項目申請期限，降低了項目準入門檻，加速了CCUS的部署（表3）。

自2006年以來，國務院、國家發展和改革委員會、科學技術部、生態環境部等先后參與制定并發布了30多項與CCUS有關的國家政策、發展規劃和行動方案。中國人民銀行于2021年推出碳減排支持工具，該結構性貨幣政策工具可以助力CCUS項目投融資。這些政策為CCUS技術的開發、示范、應用和推廣提供了支持。

盡管國家出臺了大量與CCUS相關的鼓勵政策，但CCUS的潛在商業能力仍不足。現有的政策缺乏具有約束力的法律和法規，并缺乏實質性的激勵政策，如稅收減免、優惠貸款、關稅補貼政策和配額政策。與可再生能源、電動汽車和核能部門相比，政府對CCUS的實質性政策支持較少。缺乏法律法規和激勵政策的企業面臨多重風險，直接阻礙了企業參與CCUS項目的積極性。在這樣的環境下，CCUS技術缺乏長期持續的創新土壤，增加了其產業化的難度。

CCUS技術商業化應用的路徑建議

1. 降低技術成本

CCUS技術成本高是其商業化應用的主要障礙。降低CCUS技術成本，需要從兩個方面著力。

推動CCUS規模化、集群化發展，在地質封存資源豐富且CO?排放源集中的地區規劃建立CCUS集群，在2030年前投運至少一個包括CO?運輸網絡和集中封存的CCUS集群。

提高運行效率，開發高效、低能耗的捕集材料，持續優化設備和工藝設計，優化CO?運輸網絡，研究如何提升現有封存點的封存能力、降低封存成本，即在CCUS各環節提高效率，降低能耗。

2. 探索商業模式

CCUS要在市場競爭中實現盈利，需要積極探索高效、合理的商業模式，具體措施包括：

發掘多元化收益來源，開發CCUS減排量交易，拓展碳利用方式，如建筑材料、燃料和化學品等，開展CO?強化油氣采收，基于已有技術提供咨詢或技術服務。

推廣市場化機制，制定合理的碳定價政策，建立多元化的融資渠道，加強國際合作，共享CCUS技術和經驗，動員各方力量參與CCUS項目的建設和運營。

3. 加強政策支持

CCUS實現商業化需要國家政策的大力支撐，具體建議包括：

制定完善的法律法規和標準體系，規范CCUS項目的選址、建設、運行、監測、報告和核查等各個環節，保障CCUS項目的安全性、有效性和可持續性。

建立政策補貼機制，參考國外成功經驗，探索制定適合我國國情的CCUS稅收優惠和補貼激勵政策，降低CCUS項目的成本和風險，提高CCUS項目的經濟效益和競爭力。

組織建立CCUS技術標準和規范，實現CCUS技術的標準化，規范CCUS技術的開發和應用，降低CCUS技術研發和應用成本。

4. 大力推動科技創新

新技術是實現多路徑、高效率、低成本CCUS減碳的重要支撐。在推動CCUS技術創新方面，政府、企業和科研機構均發揮著舉足輕重的作用。為加強CCUS科技創新，政府可以考慮設立專項資金，用于支持CCUS技術的研發和應用，同時加強國際合作，促進知識共享。

企業可以加大在CCUS領域的資源和資金投入；加強與政府合作，利用政府政策支持，開展CCUS技術研發；組建產業聯盟，加強與同行業、上下游企業的合作，整合各方資源，共同推進CCUS技術的創新和應用。

科研機構可以鼓勵開展多學科交叉研究，整合不同領域的專家和技術，探索CCUS技術在不同領域的應用；加強與企業的合作，將科研成果轉化為實際應用；加大在CCUS方面的科研投入，增強CCUS技術的基礎研究和應用能力。

CCUS技術創新需要大量資金支持，XPRIZE碳移除技術大賽、騰訊碳尋計劃是支持CCUS技術創新的范例。XPRIZE碳移除技術大賽由特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克贊助，最終獲獎的CCUS技術要求開展每年至少1000噸減排量的工程示范，模擬分析百萬噸級項目的減排成本，并提出可實現十億噸級減排量的路徑。

騰訊碳尋計劃旨在尋找下一代突破性低碳技術，首期聚焦CCUS，將通過試點支持、初創孵化、能力建設三大創新通道，支持5~10個CCUS技術試點、5~10家CCUS初創企業，孵化數個CCUS支持工具和平臺，支持資金總量達到數億元。CCUS技術從實驗室研發到技術示范，再到應用于百萬噸級項目，其發展過程面臨著成本高、盈利難、建設周期長、數據規范缺失等一系列挑戰。

碳尋計劃串聯起科研、產業、投資和生態合作伙伴，為CCUS技術創新提供了急需的資金、資源、技術、能力等多方位的系統性支持，加速技術應用和規模化落地，有效地解決了現階段CCUS技術創新和發展的難點。

結 論

推動CCUS技術的發展和應用，需要全社會共同努力。可以通過技術研發和規模化應用，降低技術成本；鼓勵CCUS專業化企業發展，積極探索商業模式；完善法律法規和政策支持，建立合理的激勵和補償機制，營造有利于CCUS投資和運營的市場環境。只有克服各種挑戰，才能讓CCUS技術真正發揮其應有作用，為全球應對氣候變化做出積極貢獻。因此，政府、企業、科研機構和社會各界應當共同努力，加強合作，推動CCUS技術的商業化應用。

參考文獻

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