1 什么是CCUS
二氧化碳捕集、利用與封存(Carbon Capture,Utilization and
Storage,CCUS)是指將二氧化碳從排放源如工業過程、能源利用或大氣中分離出來,直接加以利用或者注入地層封存以實現CO2永久減排的工業過程。CCUS是一項未來可能會實現化石能源大規模低碳利用的新興技術,能夠減少二氧化碳的排放、保障能源安全和實現可持續發展。
2 CCUS主要過程和技術環節
CCUS 按技術流程可分為捕集、輸送、利用與封存幾大環節。負碳技術主要包括生物質能碳捕集與封存(BECCS)和直接空氣碳捕集與封存(DACCS),其中
BECCS 是指將生物質燃燒或轉化過程中產生的CO2進行捕集、利用或封存的過程;DACCS 則是直接從大氣中捕集CO2,并將其利用或封存的過程。

(1)捕集:將化工、電力、鋼鐵、水泥等行業利用化石能源過程中產生的二氧化碳進行分離和富集的過程;可分為燃燒后捕集、燃燒前捕集和富氧燃燒捕集
(2)輸送:將捕集的二氧化碳運送到利用或封存地的過程,包括陸地或海底管道、船舶、鐵路和公路等輸送方式
(3)利用與封存:利用與封存分為地質利用、化工利用、生物利用和地質封存。
①地質利用:將二氧化碳注入地下,生產或強化能源、資源開采的過程,主要用于提高石油、地熱、地層深部咸水、鈾礦等資源采收率
②化工利用:以化學轉化為主要手段,將二氧化碳和共反應物轉化成目標產物,實現二氧化碳資源化利用的過程,不包括傳統利用二氧化碳生成產品、產品在使用過程中重新釋放二氧化碳的化學工業,例如尿素生產等
③生物利用:以生物轉化為主要手段,將二氧化碳用于生物質合成,主要產品有食品和飼料、生物肥料、化學品與生物燃料和氣肥等
④地質封存:通過工程技術手段將捕集的二氧化碳儲存于地質構造中,實現與大氣長期隔絕的過程。主要劃分為陸上咸水層封存、海底咸水層封存、枯竭油氣田封存等
3 CUSS的功能和作用
(1)CCUS 是目前實現化石能源低碳化利用的唯一技術選擇;
(2)CCUS 是碳中和目標下保持電力系統靈活性的主要技術手段;
(3)CCUS 是鋼鐵水泥等難以減排行業低碳轉型的可行技術選擇;
(4)CCUS 與新能源耦合的負排放技術是實現碳中和目標的重要技術保障。
4 CCUS 捕集方式比較
(1)燃燒后捕集:優勢是技術成熟,很容易對現有電廠進行改造;缺點是低度 CO2會影響捕集效率;主要應用在燃煤或燃氣發電廠
(2)燃燒前捕集:優勢是高濃度CO2會提高吸附效率,技術發展完善,可以在部分工業實現所需規模的商業應用,有改造現有電廠的可能性;劣勢是當前需要考慮的問題還有很多,如溫度相關的傳熱問題,與使用富氫燃氣輪機燃料相關的效率衰減問題;吸附劑再生的高寄生功率;由于市場上運行的煤炭氣化廠少而導致的經驗不足問題;現有吸附系統的高投資和運行成本;主要應用在煤炭氣化廠
(3)富氧燃燒捕集:優勢是非常高的 CO2 濃度可以提高吸收效率;空氣分離技術成熟可行;減少需要處理的氣體體積;劣勢是效率下降大,能量損失高,低溫氧氣生產成本昂貴;可能出現腐蝕問題,現狀是國際上大多還處于研發當中
(4)化學鏈燃燒: CO2是主要的燃燒產物,未混合N2,因而避免了高能耗的空分,但國際上大多還處于研發當中
5 CCUS封存方式比較

6 CCUS碳捕集概念上市公司
(1)凱美特氣002549:2011年9月,和湖南大學合作,將利用凱美特氣的二氧化碳工程技術研究中心平臺,開展二氧化碳捕集、封存等工程技術研究和二氧化碳資源化相關技術研發,公司將為上述項目連續2年提供經費。
(2)杭鍋股份002534:和浙江大學產學研深度合作燃燒后碳捕集技術,并推動示范項目落地。
(3)華光環能600475:與中科院合作開展加壓富氧燃燒中試研究工作,致力于提高富氧燃燒的效率和經濟性,開發低成本的二氧化碳捕集封存技術。
(4)遠達環保600292:建有國內最大的“原煙氣綜合試驗基地”,建成1萬噸的煙氣二氧化碳捕集裝置、催化劑檢測中心是目前國內唯一獲得全球實驗室認可的催化劑檢測機構。
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