任晨菡 于松源（国能信控技术股份有限公司；华北电力大学控制与计算机工程学院）
摘 要：碳捕集、利用与封存（CCUS）技术能够为我国顺利实现碳中和目标、保障能源安全、实现经济社会可持续发展提供重要支撑。本文系统梳理了我国“十一五”至“十四五”期间CCUS 技术的发展历程，发现相关政策体系逐步完善、技术路线日趋多元、示范规模持续扩大。本文提出面向2060 年碳中和目标的CCUS 四维发展路径。在总体部署上，构建“国家- 区域- 行业”三级协同体系，重点布局西北地区、东部沿海地区等产业集群；在时间节点上分三阶段推进，2025—2030 年突破规模化瓶颈，2030—2035 年完成技术代际升级，2035 年后实现负排放技术突破；在应用场景上，从电力、化工向钢铁、水泥等行业拓展，并发展生物能源与碳捕集及封存技术（BECCS）等负排放技术；在技术创新上，重点研发新型吸附材料、管道运输优化等关键技术。本文提出了“十五五”时期中国CCUS 发展政策建议：优化顶层设计，强化规划引领；攻克关键技术，加速产业化进程；促进多领域融合，构建多元发展格局；完善政策支持体系，强化要素保障。
关键词： 碳中和；碳达峰；CCUS ；发展愿景
一、引言
气候变化问题日益严峻，已成为威胁人类可持续发展的重大战略问题。目前，世界各国正积极采取措施减缓和适应气候变化。中国政府一直高度重视并积极应对气候变化，大力推动生态文明建设，长期践行绿色、低碳和可持续发展理念，认真履行与气候变化相关的国际环境条约义务。
碳中和目标的实现要求我国建立以非化石能源为主的零碳能源系统，经济发展与碳排放完全脱钩。碳捕集、利用与封存（CCUS）技术指将二氧化碳从能源、工业生产等排放源或空气中捕集分离，并输送到适宜的场地加以利用或封存，最终实现二氧化碳减排的技术。CCUS技术作为我国实现碳中和目标技术组合的重要组成部分，不仅仅是我国化石能源低碳利用的关键技术选择，保持电力系统灵活性的重要技术手段，而且是钢铁水泥等难减排行业的可行性技术方案。此外，CCUS 与新能源耦合的负排放技术还是抵消无法削减碳排放、实现碳中和目标的托底技术保障。《第三次气候变化国家评估报告》指出，到2030 年，我国通过CCUS 技术有望实现每年数亿吨的二氧化碳减排量。
我国政府高度重视CCUS 技术发展，从政策规划、技术示范、能力建设、国际合作等多个方面加速推动CCUS 技术研发。当下我国CCUS 产业体系尚需完善，迫切需要强化契合碳中和目标的CCUS产业整体规划布局。本文系统梳理总结“十一五”至“十四五”时期以来中国CCUS 发展现状，提出未来中国CCUS 技术发展路径，并对“十五五”时期中国CCUS 发展提供政策建议。
二、我国CCUS 发展历程
我国CCUS 政策和项目发展呈现一定的阶段性特点。“十一五”期间，我国CCUS 发展逐渐起步，政策侧重技术定位，并在天然气处理、化肥生产和电力行业优先开展示范项目。“十二五”期间，我国逐渐加大CCUS 部署力度，政策逐渐丰富完善，以化工和电力行业为主开展技术示范，捕集及封存技术迅速发展。“十三五”期间，我国CCUS 技术多元发展，政策类型和形式趋于多样化，捕集源和项目类型扩展至多行业多领域。“十四五”期间，我国CCUS 在政策、技术、产业等多领域协同推进，相关技术进步显著，产业发展成效初显。
（一）“十一五”期间，我国CCUS发展逐渐起步
“十一五”期间，我国出台了若干政策涉及CCUS 技术。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020 年）》将与CCUS 相关技术列为先进能源技术方向，提出了开发高效、清洁和二氧化碳零排放的化石能源开发利用技术。2007 年国务院发布的《中国应对气候变化国家方案》将发展 CCUS 技术列入温室气体减排的重点领域，这是 CCUS 技术首次出现在国家级规划方案中。随后在《中国应对气候变化科技专项行动》中，明确将开发CCUS 技术列入控制温室气体排放的重点领域并作为重点任务，加大研发投入，推动技术示范。
“十一五”时期，在技术示范方面，我国CCUS 以强化石油开采和捕集示范为主。捕集源从天然气处理、化肥生产等高浓度排放源，扩展到燃煤电厂的中低浓度排放源，捕集技术涵盖多种方法，但未开展大规模富氧燃烧技术示范项目。
（二）“十二五”期间，我国CCUS部署力度加大
“ 十二五” 期间， 我国高度重视CCUS 技术，国家层面颁布多项相关政策，包含规划类政策，涵盖不同时期规划，出台方式多元。2013—2015 年间，国家能源局等部门发布多项规划，明确发展路径，各部门对其重要性达成广泛共识。政策内容从“十一五”的聚焦战略定位，转向重视技术研发与项目早期示范。中华人民共和国国家发展和改革委员会将CCUS 纳入先进环保及低碳技术目录，多部委联合规划强调降低成本与市场化。政策着重推动燃煤电厂CCUS 示范，后期拓展至煤化工等行业，鼓励一体化工程及二氧化碳资源化利用。
同时，CCUS 技术标准体系相关政策出台。我国国土资源部建立二氧化碳地质封存技术方法体系；环境保护部加强项目环保工作，降低环境风险。国际上，澳大利亚等国完善碳交易机制，加拿大等国制定严格的电力行业排放标准，促进CCUS技术发展。
在技术示范方面，企业在政策支持下建成了多项示范项目，捕集源以化工和电力行业为主，化工行业的全流程示范项目积累了宝贵经验。捕集技术上，燃烧后捕集技术持续发展，燃烧前捕集技术全面应用，富氧燃烧技术开展示范；封存技术则以提高石油采收率（EOR）为主，同时探索咸水层封存和提高煤层气采收率（ECBM）项目。
（三）“十三五”期间，我国CCUS技术开启多元发展的局面
“ 十三五” 期间， 我国大力推动CCUS 技术发展，国家层面颁布15 项相关政策，种类更加丰富，涉及技术定位、规划部署、技术标准和融资探索等。国家发展和改革委员会将CCUS 技术纳入战略性新兴产业重点发展的低碳技术目录，多项“十三五”规划政策对其技术发展做出详细部署。同时，《能源技术革命重点创新行动路线图》与《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2019 版）》发布，明确中长期发展规划。环境保护部办公厅发布《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南（试行）》，加强环境风险管理。在融资探索上，我国将CCUS 技术纳入绿色债券支持目录，拓宽融资渠道。
在示范项目方面，“十三五”时期成为我国CCUS 技术发展高峰期，开展了多项示范项目，含纯捕集项目、化工利用项目、全流程示范项目等。捕集源覆盖电力、水泥等多行业，北京市房山区水泥厂碳捕集示范项目意义重大。技术类型上，除成熟技术外，新增燃烧前变压吸附法等示范技术，丰富了捕集环节的技术。示范类型首次拓展至二氧化碳利用领域，生物、化工、矿化利用等多方面均开展示范项目，捕集和封存技术示范也稳步推进，多地项目规模达10 万吨级以上，为未来大规模商业化发展筑牢根基。
（四）“十四五”期间我国CCUS 实现全面发展
“ 十四五” 期间， 我国持续强化CCUS 技术发展。在顶层设计上，国家能源局与科学技术部联合印发规划，围绕高效低成本CCUS 技术部署创新任务并制定路线图；工业和信息化部发文明确在水泥、煤化工等行业开展相关技术推广试点与示范。国家能源局、工业和信息化部、生态环境部等多部门协同发力，发挥标准引领作用，完善CCUS 标准体系，开发碳减排量核算方法学，探索纳入碳市场的实施路径。同时，积极推进技术攻关，国家能源局新建研发创新平台，工业和信息化部支持企业重大减碳技术产业化。在示范应用方面，生态环境部等多部门协同，将CCUS 示范项目纳入气候投融资支持范围，依托碳减排支持工具，引导金融机构提供优惠服务，并通过发布低碳技术目录推进技术推广应用。
在技术发展上，捕集技术取得显著进展，燃烧后捕集进入商业应用，燃烧前捕集、化学链燃烧技术凭借成本优势应用于项目，新一代捕集技术快速发展。运输技术中，罐车运输成熟，管道运输前景良好，船舶运输有望因技术突破而发展。利用技术里，矿化利用具有经济性；地质利用中，石油开采商业化前景佳；化工利用侧重提高反应效率；生物利用经济性偏低。封存技术方面，陆地封存技术相对成熟。产业发展也初显成效，产业链逐步完善，部分企业形成完整技术系列并攻克关键技术难题。成本控制取得进展，技术进步和规模化应用有望进一步降低成本。多部门协同与技术目录推广有力推动了示范应用与技术推广。
二、我国CCUS 技术远期发展路径
（一）我国CCUS 技术需多层面全链条战略部署
我国CCUS 技术的发展需要构建系统化、多层次的战略部署框架。从国家层面，可将CCUS 技术纳入碳达峰碳中和“1+N”政策体系，制定专项发展规划，明确技术路线图和时间表。重点围绕“技术研发-工程示范- 产业化推广”三阶段推进路径，建立“基础研究- 关键技术- 装备研制-工程示范- 商业化应用”的全链条创新体系。在区域布局上，应结合我国能源资源分布特点，重点在西北煤炭富集区、东部沿海工业带、西南水电基地等区域打造差异化CCUS 产业集群。行业层面，按照“先易后难、重点突破”的原则，优先推进电力、煤化工等高浓度排放源应用，逐步向钢铁、水泥等难减排行业延伸。同时，需要建立跨部门协调机制，整合能源、工业、生态环保等领域政策资源，形成发展合力。
（二）碳中和背景下我国CCUS 分阶段推进
基于我国碳中和目标倒排工期，CCUS 技术发展可分为三个关键阶段：近期（2025—2030 年）重点突破一代技术规模化应用瓶颈，建成5~10 个百万吨级示范项目，年封存能力达到2000 万吨；中期（2030—2035 年）实现技术代际升级，新一代低能耗技术实现商业化应用，年减排贡献突破1 亿吨；远期（2035—2060 年）构建多元化技术体系，规模化部署负排放技术，支撑难减排行业深度脱碳。特别值得注意的是，2035 年前后是技术路线选择的关键窗口期，需要提前布局新一代技术研发，避免技术锁定效应。电力行业应于2030 年前完成技术储备，2035—2040年迎来集中改造期，确保2045 年实现净零排放。
（三）CCUS 技术向多元化应用场景拓展
CCUS 技术应用需要突破传统边界，向多领域、多场景延伸。在工业领域，除常规的煤电、煤化工外，应重点开发钢铁氢冶金工艺尾气捕集、水泥窑炉烟气处理等特色应用场景。在能源领域，探索与氢能产业的协同发展，包括蓝氢生产、合成燃料制备等创新路径。在负排放领域，重点布局BECCS（生物能源与碳捕集及封存技术）技术，发展农林废弃物能源化利用耦合碳封存项目。在区域协同方面，推动建立跨行业、跨企业CCUS 产业集群，实现基础设施共享和规模效应。以长三角地区为例，可整合区域内电厂、钢厂、化工厂的二氧化碳排放源，建设区域性二氧化碳管网系统，打造多源汇匹配的CCUS示范区。
（四）CCUS 各环节需实现前沿技术创新突破
面向碳中和长期目标，CCUS 技术需要持续迭代创新。在捕集环节，重点研发新型吸附材料（如MOFs、COFs 等）、膜分离技术、低温分馏技术等变革性技术，力争将捕集能耗降低40% 以上。在运输领域，发展超临界二氧化碳管道输送优化技术、研发模块化运输装备等创新解决方案。在封存方面，加强地质封存机理研究，开发智能监测预警系统，提升封存安全性和可靠性。特别需要重视负排放技术创新，包括直接空气捕集（DAC）、增强风化、海洋固碳等前沿方向。建议设立国家CCUS 科技创新专项计划，建设若干国家级研发平台，在关键技术领域实现从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的跨越。同时，加强国际科技合作，参与全球CCUS 技术创新网络，共享研发成果和实践经验。
三、“十五五”时期我国发展CCUS的政策建议
（一）优化顶层设计，强化规划引领紧密围绕2060 年前实现碳中和的目标，深入剖析CCUS 在国家能源转型、产业升级以及应对气候变化整体战略中的关键作用，制定“十五五”时期CCUS 专项规划。将CCUS 全面纳入国家核心战略规划体系，明确其阶段性战略定位与量化减排指标。借鉴国际先进经验，结合我国国情，更新《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2019 版）》，对“十五五”期间各行业CCUS技术应用场景、推广节奏、技术迭代方向进行详细规划，确保规划的科学性、前瞻性与可操作性，为产业发展提供清晰指引。
（二）攻克关键技术，加速产业化进程
设立国家CCUS 技术研发专项基金，重点支持低成本、高效率的二代及三代捕集技术，如新型膜分离、离子液体吸收、化学链燃烧等前沿技术的研发与中试验证，力求在“十五五”期间实现关键技术突破，大幅降低捕集能耗与成本。针对大规模长管道运输技术，联合科研机构与企业开展产学研协同攻关，解决管道腐蚀、安全监测、高效输送等难题，提升运输效率与安全性。在二氧化碳转化合成工业产品技术方面，鼓励企业与高校合作，加快催化剂研发与工艺优化，提高转化效率与产品附加值。同时，筛选基础条件好、减排潜力大的地区与行业，如煤化工集中的内蒙古、电力需求旺盛的沿海地区等，建设5~10 个千万吨级CCUS 全流程产业化示范基地，推动成熟技术大规模应用，形成可复制、可推广的商业模式与产业发展模式。
（三）促进多领域融合，构建多元发展格局
鼓励CCUS 技术与新能源、储能等新兴产业深度融合， 制定“ 新能源+CCUS”“储能+CCUS”等融合技术发展扶持政策，支持相关示范项目建设。例如，在风光资源丰富地区，探索建设“风光发电- 电解水制氢- 二氧化碳加氢合成燃料”一体化项目，实现新能源消纳与二氧化碳资源化利用协同发展。推动CCUS 技术向农业、建筑、海洋等领域拓展应用，研究制定二氧化碳在温室大棚增施气肥、混凝土养护、海洋生物固碳等方面的技术标准与应用规范，培育新的产业增长点。加强CCUS 产业集群建设，依托现有产业园区，引导上下游企业集聚发展，完善产业链配套，提升产业整体竞争力与协同创新能力。
（四）完善政策支持体系，强化要素保障
在财政政策方面，加大对CCUS 项目的补贴力度，对新建CCUS 项目给予投资补贴，对运营中的项目按二氧化碳减排量给予补贴，降低企业投资与运营成本。设立CCUS 产业发展专项资金，用于支持技术研发、示范项目建设、人才培养等。在税收政策方面，实施税收减免与优惠，对从事CCUS 技术研发、设备制造、项目运营的企业，减免企业所得税、增值税等；对进口CCUS 关键设备与技术，免征关税。在金融政策方面，引导金融机构加大对CCUS 项目的信贷支持，创新金融产品与服务，推出绿色信贷、绿色债券、碳金融等金融工具，拓宽企业融资渠道。加快构建CCUS 项目碳减排量核算方法学与交易机制，将CCUS 项目纳入全国碳市场交易体系，提升项目碳资产价值。同时，完善CCUS项目用地、用海等要素保障政策，简化审批流程，提高项目建设效率。
参考文献
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【本文系国家自然科学基金项目(62303182) 阶段性研究成果】
（任晨菡系国能信控技术股份有限公司工程师；于松源系华北电力大学控制与计算机工程学院副教授）