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碳捕集技術可廣泛應用于電力、鋼鐵、煤化工、水泥等大型排放源領域，可以促進難減排行業(yè)進行深度減排。二氧化碳的工業(yè)用途也非常廣泛：在機器鑄造業(yè)，二氧化碳是添加劑；在金屬冶煉業(yè)，特別是優(yōu)質鋼、不銹鋼、有色金屬冶煉，二氧化碳是質量穩(wěn)定劑；在陶瓷搪瓷業(yè)，二氧化碳是固定劑；飲料啤酒業(yè)，二氧化碳是消食開胃的添加劑；做酵母母粉，二氧化碳是促效劑；在消防事業(yè)，二氧化碳是滅火劑。

在提倡減碳、降碳的今天，二氧化碳又有了新用途，取代水蒸氣來驅動發(fā)電機發(fā)電。我國自主研發(fā)建造的國內首座大型二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗機組在西安華能試驗基地已正式投運。

CO2地質利用與封存技術是指通過工程技術手段將捕集的CO2地質利用或注入深部地質儲層，實現(xiàn)與大氣長期隔絕的技術，其中封存技術包括陸上封存和離岸封存兩種方式。挪威對離岸封存項目開展了較為深入的研究和開發(fā)。

• 挪威“北極光”項目

挪威“北極光”項目于2019年率先開展了近海碳封存的技術開發(fā)。該項目利用油氣液化及油田加壓填注原有經(jīng)驗，將從能源回收焚燒爐和水泥廠等工業(yè)來源捕集的二氧化碳，通過液化、管道運輸至碼頭二氧化碳接收站，然后由船舶接收并將其注入Oseberg油田，最終永久封存在海床以下2600米地質層，實現(xiàn)完整的碳捕集與封存價值鏈。該項目第一階段計劃每年向油田輸送150萬噸液化二氧化碳，于2024年投入使用，未來年輸送量或達500萬噸。

挪威“北極光”項目二氧化碳專用運輸船

挪威“北極光”項目碳捕集封存設計

• “海星圣母”項目

挪威阿爾特拉基礎設施公司設計的“海星圣母”項目借鑒“北極光”項目的管道和終端經(jīng)驗，研究開發(fā)了海上固定或浮式加注單元。采用三至四艘動力定位的專用液化船從碼頭終端接收捕集的液化二氧化碳，將其運輸至近海通過加注單元注入海井。該加注單元無人值守且無電力供應，工作時由船舶為加注單元供電。

“海星圣母”碳捕集及封存項目應用場景

二氧化碳的船舶載運現(xiàn)在主要以中等壓力運輸為主，如運輸食品或酒水的小規(guī)模船舶應用較多。低壓運輸系統(tǒng)可以獲得更大的貨物容量和船載能力，隨著碳捕集、封存市場的發(fā)展，液化二氧化碳運輸船的選用將更加兼顧運輸規(guī)模、安全性能和經(jīng)濟效益。“北極光”項目也涵蓋了二氧化碳低壓運輸船的設計開發(fā)，設計方面主要關注了船舶貨艙及裝卸系統(tǒng)、材料選擇、試驗模擬、調節(jié)及液化等具體問題，預計2023年建造完成。

中國早在“十二五”時期就已經(jīng)開展了碳捕集、利用與封存的規(guī)劃布局。我國《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》明確將CCUS技術作為重大示范項目進行引導支持。

根據(jù)科技部向全國征集CCUS示范項目結果，我國已投運和建設中的CCUS示范項目達49個，主要集中在華東及華北地區(qū)。其中已建成38個CCUS示范項目，累計注入封存CO2超過200萬噸。目前報道的國內規(guī)模最大的CCUS項目設計產能已達300萬噸，其中首期建設的10萬噸/年二氧化碳捕集與利用示范項目預計今年9月正式投產。國內小規(guī)模示范項目已達到一定應用，但是國內CCUS管網(wǎng)優(yōu)化和集群樞紐兩類技術僅處在中試階段，限制了我國CCUS大規(guī)模示范工程的開展和集成優(yōu)化技術發(fā)展。

據(jù)統(tǒng)計，全球規(guī)劃、在建和運行中的商業(yè)化CCUS設施的數(shù)量達到135個，比2020年增加一倍以上，全部建成后每年可捕集CO2約1.5億噸。中國在CCUS系統(tǒng)建設方面已經(jīng)有一定的技術和應用基礎，未來還應在構建面向碳中和目標的CCUS技術體系、推進CCUS全鏈條集成示范及商業(yè)化應用進程、加快CCUS技術管網(wǎng)規(guī)劃布局和集群基礎設施建設和完善法律法規(guī)體系方面繼續(xù)加大技術研發(fā)、資金投入和系統(tǒng)布局，多措并舉促進碳中和、碳達峰目標順利實現(xiàn)。