什么是碳捕獲、使用和儲存 (CCUS)？
CCUS 是指能夠減少大型點(diǎn)源（例如發(fā)電廠、煉油廠和其他工業(yè)設(shè)施）的二氧化碳 (CO 2 ) 排放，或從大氣中去除現(xiàn)有 CO 2的一套技術(shù)。
CCUS 有望在實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。包括國際能源署 (IEA)、國際可再生能源署 (IRENA)、政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 和彭博新能源財經(jīng) (BNEF) 在內(nèi)的領(lǐng)先組織都制定了依賴快速擴(kuò)張的長期能源展望?CUS，以將全球溫度上升限制在 1.5°C。
CCUS 如何運(yùn)作？
CCUS 應(yīng)用包括三個階段：CO 2的捕獲、
運(yùn)輸和儲存（或使用） 。捕集CO 2的主要方法有：后燃燒；預(yù)燃燒；和氧燃料燃燒?燃燒后技術(shù)在燃料燃燒后通過使用化學(xué)溶劑等方法將 CO 2從煙道氣中分離出來。預(yù)燃燒方法涉及在燃料燃燒之前將燃料轉(zhuǎn)化為由氫氣和CO 2組成的氣體混合物。一旦分離出 CO 2，剩余的富氫混合物就可以用作燃料。最后，全氧燃燒技術(shù)包括燃燒含有幾乎純氧的燃料以產(chǎn)生 CO 2 和蒸汽，釋放的 CO 2隨后被捕。
后燃燒和全氧燃燒設(shè)備可以安裝到新工廠或改造到最初建造時沒有它的現(xiàn)有設(shè)施。預(yù)燃燒方法需要對設(shè)施的操作進(jìn)行較大的修改，因此更適合新工廠。
目前運(yùn)行的配備 CCUS 的設(shè)施可以捕獲煙氣中約 90%?CO 2 。實(shí)現(xiàn)更高的捕獲率在技術(shù)上是可能的，并且正在進(jìn)行研究以降低這樣做的成本。CO 2也可以直接從大氣?捕獲通過使用風(fēng)扇吸入空氣并使其通過由固體吸附劑或液體溶劑組成的環(huán)境。這種做法更耗能，因此成本更高，因?yàn)?CO 2在大氣中的濃度遠(yuǎn)低于煙道氣中的濃度。
捕獲CO 2后，將其壓縮成液態(tài)并通過管道、輪船、鐵路或公路罐車運(yùn)輸。然后可以將CO 2 注入深層地質(zhì)構(gòu)造，通常深度為 1 公里或更深，以永久儲存在地質(zhì)條件適合的枯竭油氣藏、煤層或深層咸水層中。有證據(jù)表明?全球可用的地下儲存量比實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)實(shí)際需要的要多，而且?guī)缀趺總€高排放國家都已經(jīng)證明擁有自己的大量儲存資源。
永久封存的替代方法是使用捕獲的 CO 2作為商業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)的輸入，但這對氣候的影響并不明確，需要仔細(xì)檢查（下文進(jìn)一步討論）。
CCUS 在應(yīng)對氣候變化方面有何潛力？
CCUS 可以通過多種方式在全球脫碳工作中發(fā)揮戰(zhàn)略作用。其中包括：(i) 減少“難以
減排”行業(yè)（特別難以脫碳的行業(yè)）的排放；(ii) 生產(chǎn)低碳
電力和氫氣，可用于各種活動的脫碳；(iii)從大氣中去除現(xiàn)有的 CO 2 。CCUS 的各種作用還有助于使能源供應(yīng)更加多樣化和靈活?進(jìn)而促進(jìn)能源安全，這已成為世界各國政府日益優(yōu)先考慮的
問題。
CCUS 在許多地區(qū)為許多難以減排的行業(yè)（包括
鋼鐵和
化工）的深度脫碳提供了最具成本效益的?擇。此外，CCUS實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)
水泥生產(chǎn)深度減排的唯一?知技術(shù)選擇，該行業(yè)的排放量幾乎占世界? 。
作為以低碳方式生產(chǎn)電力和氫氣的一種方式，CCUS 還可以促進(jìn)更廣泛的行業(yè)擺脫化石燃料。CCUS 可以安裝在以煤炭、天然氣、生物質(zhì)或廢物為燃料的發(fā)電廠中。產(chǎn)生的低碳電力可以替代化石燃料作為能源，包括個人
交通、空間供暖和工業(yè)中低溫和中溫?zé)岬奶崛?。同時，氫可以作為燃燒過程中化石燃料的更直接替代品，作為工業(yè)應(yīng)用或長途運(yùn)輸?shù)脑稀?/div>
越來越多的證據(jù)表明，從大氣中去除二氧化碳將有助于在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)凈零排放。最新的 IPCC 評估報告警告說，如果要實(shí)現(xiàn)凈零排放，二氧化碳去除 (CDR) 技術(shù)的部署是“不可避免的”。然而，CDR 應(yīng)該用來補(bǔ)充而不是取代更廣泛的
碳減排行動。從大氣中去除CO 2的兩種主要方法——帶碳捕獲和儲存的生物能源 (BECCS) 和直接空氣碳捕獲和儲存 (DACCS)——都與 CCUS 共享技術(shù)基礎(chǔ)。DACCS 可以直接從大氣中捕獲 CO 2而 BECCS 可以產(chǎn)生 CO 2在生物質(zhì)來源可持續(xù)的情況下按凈去除。
全球CCUS發(fā)展現(xiàn)狀如何？
CCUS 的發(fā)展近年來取得了巨大的發(fā)展勢頭，這得益于氣候目標(biāo)的加強(qiáng)以及隨后全球?qū)υ摷夹g(shù)的
政策支持的增加。2022 年，全球新增61 個 CCUS 設(shè)施?，使全球 CCUS 項(xiàng)目總數(shù)達(dá)到 30 個運(yùn)行、11 個在建和 153 個開發(fā)中。國的 CCUS 項(xiàng)目已經(jīng)比其他任何國家都多?其具有里程碑意義的 2022 年通貨膨脹減少法案預(yù)計(jì)將在未來幾年推動該技術(shù)的?一步部署。
在歐洲?包括英國、荷蘭和挪威在內(nèi)的國家/地區(qū)正在尋求在區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群中發(fā)展 CCUS，其中多個排放者可以從共享的運(yùn)輸和存儲基礎(chǔ)設(shè)施中獲得經(jīng)濟(jì)利益。
什么是碳“使用”，它在哪些方面適合應(yīng)對氣候變化的努力？
使用（或利用）是指使用捕獲的CO 2來生產(chǎn)商業(yè)上適銷對路的產(chǎn)品或服務(wù)。一旦考慮了間接影響和其他影響， CO 2 的使用不一定會減少?放量或帶來凈氣候效益。例如，提高石油采收率 (EOR) 將 CO 2注入油氣藏以增加開采，是最著名的 CO 2使用形式之一，已經(jīng)使用了幾十年。隨著 CCUS 越來越多地尋求其脫碳潛力，目前全球正在建設(shè)或高級開發(fā)中的大多數(shù)項(xiàng)目?都用于專門儲存 CO 而不是 EOR。雖然 EOR可以大規(guī)模利用和儲存 CO 2 ，但它可能不會產(chǎn)生任何凈氣候效益，甚至在考慮使用從該過程中提取的石油時甚至可能是有害的。迄今為止，在大多數(shù)商業(yè)應(yīng)用中——包括 EOR、化肥生產(chǎn)、食品和飲料生產(chǎn)以及制冷——CO 2直接使用?有經(jīng)過化學(xué)改變。涉及通過化學(xué)和生物過程將 CO 2轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品（例如建筑材料和塑料）的應(yīng)用還有待進(jìn)一步開發(fā)。
在生命周期的基礎(chǔ)上評估 CO 2使用對氣候的影響至關(guān)重要，同時考慮 CO 2的來源和最終用途。例如，使用從化石燃料來源捕獲的 CO 2與使用直接從空氣中捕獲的CO 2對大氣中的整體“碳預(yù)算”的影響不同。即使我們只考慮提供凈氣候效益的 CO 2使用領(lǐng)域，需要通過 CCUS 捕獲以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模減排的 CO 2量也遠(yuǎn)大于當(dāng)前?CO 2使用
市場。預(yù)計(jì)市場不會增長?基本上在短期內(nèi)。因此，雖然 CO 2的使用是進(jìn)一步調(diào)查的重要領(lǐng)域，但當(dāng)前的重點(diǎn)至少需要放在確保捕獲的 CO 2的永久儲存上。
CCUS 的主要問題是什么？
高成本可能是 CCUS 最常被提及的缺點(diǎn)。CCUS 設(shè)施的部署和運(yùn)營都需要大量資金，因此在能源成本高的情況下，它們的成本尤其高。CCUS 運(yùn)營的技術(shù)性能?存在風(fēng)險和不確定性。然而，鑒于氣候目標(biāo)日益緊縮和碳價格上漲，減少排放并非可有可無。因此，應(yīng)該將 CCUS 的成本和風(fēng)險與其他脫碳途徑進(jìn)行比較，而不是與“什么都不做”進(jìn)行比較。限制 CCUS 的可用性實(shí)際上可能會增加?。例如，加入 CO 2捕集到鋼鐵生產(chǎn)中估計(jì)成本增加不到10%?但與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比，基于可再生能源生產(chǎn)的氫氣的方法可使成本增加 35-70%。
隨著市場的擴(kuò)大和技術(shù)的發(fā)展，CCUS 的成本將繼續(xù)下降。 例如，從該行業(yè)的第一個到第二個大型 CCUS 設(shè)施，發(fā)電中 CO2 捕獲的成本降低了35 % 。還需要根據(jù)更廣泛的經(jīng)濟(jì)效益來評估成本。值得注意的是，CCUS 可以讓能源密集型行業(yè)以凈零合規(guī)的方式繼續(xù)運(yùn)營，從而防止它們支持的許多工作崗位和資產(chǎn)陷入困境。
CO 2 從儲存地點(diǎn)泄漏可能導(dǎo)致環(huán)境破壞和預(yù)期減排量的逆轉(zhuǎn)。然而，針對項(xiàng)目選擇、管理和監(jiān)測存儲地點(diǎn)的嚴(yán)格規(guī)定?已經(jīng)到位并正在制定中。外，許多正在考慮的潛在儲存地點(diǎn)都是眾所周知的?質(zhì)構(gòu)造，這些地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)自然儲存了數(shù)百萬年的氣體和二氧化碳，這意味著總體泄漏風(fēng)險相對較小?
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