多维度视角下CO₂捕集利用与封存技术的代际演变与预设

摘要

"双碳"目标背景下,亟需深刻了解CO₂捕集利用与封存（CCUS）技术及其未来在中国发展的前景,从时间、空间以及技术链3个维度对CCUS的历史演变、现状以及未来发展趋势进行总结与展望很有必要且意义重大。时间维度上,CCUS技术可划分为技术孕育阶段（1950—1980年）、诞生与发展阶段（1980—1995年）、研发与示范阶段（1995—2020年）、实施阶段（2020—2030年）以及商业化阶段（2030—2050年）。空间维度上,CCUS商业化部署水平处于领先地位的国家主要分布在发展时间较长、整体研发水平较高的北美和欧洲地区,此外,中国、澳大利亚,沙特阿拉伯和巴西也进入了先进行列。技术链方面,CCUS技术可划分为3个代际:在捕集环节,第1代捕集技术可应用于电厂,第2代捕集技术面向电力与工业应用,第3代能耗、运行成本以及维护费用均能降低至第1代的50%左右。在输送环节,第1代CO₂输送技术建立CO₂流动模型,研究扩散规律,控制CO₂腐蚀,优选管道材料,评估泄漏影响,开发监测报告核实工具等;第2代CO₂输送技术集中于大规模管网开发、标准规范制定;第3代可应用于大规模国家和国际管网。在封存环节,第1代优先发展地质封存共性技术,第2代针对安全监测、风险管理优化,第3代侧重完整监测与补救措施。目前,中国CCUS总体水平处于研发和示范的初期阶段,与其他领先水平国家相比存在一定差距,应加强CCUS领域的国际合作与交流,引进和学习国外CCUS核心技术和实践工程经验,为未来中国大规模全流程CCUS项目的实施做好准备和铺垫。

关键词

CO₂捕集利用与封存 / 减排技术 / 代际演变 / 技术预测 / 国际合作与交流