“碳捕集”令人遐想

做“碳中和”生意，普通人的主要路径一是减少碳排放，二是加大碳捕捉（即CarbonCaptureandStorage，简称CCS）。现在，更进一步的是，将捕集到的碳进行优化、利用，即二氧化碳捕集、利用与封存技术（CarbonCapture，UtilizationandStorage，简称CCUS）技术。

CCUS技术是在CCS技术（二氧化碳捕集与封存技术）基础上发展的新技术，是CCS技术的新发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入新的生产过程中可以循环再利用，而不是简单地封存。

那么，到底什么是二氧化碳捕集？什么是二氧化碳输送？什么是二氧化碳利用？什么是二氧化碳封存？

二氧化碳捕集是指将二氧化碳从工业生产、能源利用或大气中分离出来的过程，主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链捕集。

二氧化碳输送是指将捕集的二氧化碳运送到可利用或封存场地的过程。根据运输方式的不同，分为罐车运输、船舶运输和管道运输，其中罐车运输包括汽车运输和铁路运输两种方式。

二氧化碳利用是指通过工程技术手段将捕集的二氧化碳实现资源化利用的过程。根据工程技术手段的不同，可分为二氧化碳地质利用、二氧化碳化工利用和二氧化碳生物利用等。其中，二氧化碳地质利用是将二氧化碳注入地下，进而实现强化能源生产、促进资源开采的过程，如提高石油、天然气采收率，开采地热、深部咸（卤）水、铀矿等多种类型资源。

二氧化碳封存是指通过工程技术手段将捕集的二氧化碳注入深部地质储层，实现二氧化碳与大气长期隔绝的过程。CCS技术封存的方式有地质封存、海洋封存和将二氧化碳固化成无机碳酸盐三种。地质封存是指将二氧化碳封存在地质构造中，如石油和天然气田以及枯竭的、不可开采的煤田中、深盐沼池中，即咸水层封存、枯竭油气藏封存。海洋封存是指将二氧化碳直接释放到海洋水体中或海底。

CCUS与CCS技术相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。

1.捕集二氧化碳的三种主要方式

燃烧后捕集：就是在工艺的燃烧部分之后进行捕集。由于一般对二氧化碳的捕集多用于发电厂，因此往往在电厂燃烧段之后放置一吸收分离装置，使用溶剂对二氧化碳进行吸收，最后吹脱出二氧化碳气体并压缩，进入运输管道。

燃烧前捕集：在整体煤气化联合循环发电系梳（IntegratedGasiticationCombinedCycle，简称IGCC）中首先通入氧气或者空气，将煤炭和生物质燃料等原料气化，再进入燃烧段进行反应，与此同时通入一定的水蒸气，最终的产物经过吸收/吸附/膜分离等技术处理后被压缩和运输，进入下一个步骤。

氧气燃烧：该方法主要是通过将空气中的氮气与氧气分离，使用纯氧对燃料进行燃烧，从而可以提高燃烧效率（可提高17%—35%），提高二氧化碳的纯度，降低一氧化碳等副产物的产生。

上述三种方法各有优缺点，可以用于适应不同的情况。

2.碳捕集成本

根据美国麻省理工学院2020年发表的一份报告，发电厂每向大气中排放1吨二氧化碳就要支付30美元。这一数字接近联合国政府间气候变化专门委员会建议的碳价格的中间值和欧盟现行的碳价格。

这样的价格，无论是作为碳税还是在排放权交易的制度中，都将大大改变能源经济。位于美国伊利诺伊州的“未来发电”项目是一次调查CCS在实际发电中效果的认真尝试。但这个项目于2018年1月宣告取消，原因是预计成本从8.3亿美元猛增至18亿美元。

3.项目价值

据预计，碳捕集技术的应用能够把全球二氧化碳的排放量减少20%—40%。

二氧化碳可以变废为宝，将石油的采收率提高。在全球范围内，最早成功实现碳捕集试点项目的挪威国家石油公司证实，在油田里灌入二氧化碳，可以使得石油的采收率大大提高。

碳捕集技术不仅可以对气候变化产生作用，还可以实现一定的商业价值。被捕集的碳可以用于石油开采、冶炼厂，甚至汽车制造业。

4.碳捕集的理想场所

随着新一轮全球气候问题大展开，碳捕集又成为新能源技术中的大赢家。美国把碳捕集列入推荐清洁煤的关键一环，美国能源部计划在未来10年投入4.5亿美元在美国7个地区进行捕集和存储项目实验。

在中国，碳捕集技术很早开始尝试。比如，中国华能集团有限公司早在2011年就开始实施这一工程技术，2013年底又在上海启动第二个碳捕集示范项目。

5.质疑待消解

尽管碳捕集潜力很大，但有两个问题尚未解决：一是价格昂贵，二是没有人知道这项技术是不是真的管用。或者说，深埋的二氧化碳会不会泄漏。另外，碳捕集和封存的成本也非常高。（文章仅代表作者个人观点，不代表本网立场。）

（杜欣花 安会芳：《物权数字化——与碳金时代》专著编委、武汉物权数字化科学技术信息研究院成员，本文来自该书第七章第三节）。