九張圖帶你了解中國碳捕集市場（CCUS）

發布日期：2023-05-16 作者：綠色技術產業點擊：

一、捕集是如何實現的

作為“碳捕手”，碳捕集技術的核心任務是將液化天然氣、氫氣廠、鋼鐵廠、水泥廠、發電廠、以及石油煉化廠等“碳排放大戶”所產生的CO2收集起來，并用各種方法儲存以避免其排放到大氣中的。而如何在生產流程中將二氧化碳捕集起來，無疑是最關鍵的問題。

目前，有以下幾種比較普遍的碳捕集方式：

我們以燃燒后捕捉化學吸收法為例，其碳捕捉要經過脫碳-吸收再生-壓縮干化-循環利用等環節，涉及到煙氣吸收塔、換熱器等設備。

二、捕集的CO2如何處理

排出來的收集起來之后如何處理呢？一般我們會采取兩種方式處理：

三、中國碳捕集市場分析

當然碳捕集不是獨立存在的技術，在實際生產中，它經常與碳運輸、碳利用與封存一起稱為CCUS。當下中國的CCUS生態如下所示：

在碳捕集技術上，外資巨頭霍尼韋爾研發出了包括UOP ASCC化學溶劑與SeparALL?工藝物理溶劑等在內的「溶劑碳捕集技術」和變壓/變溫吸附（PSA/TSA）系統與二氧化碳分餾和膜分離技術等典型的「藍氫應用技術」。其中專為燃燒后煙氣而設計的高級溶劑碳捕獲技術，可捕獲超過95%的二氧化碳！在2022年，霍尼韋爾與中國中化旗下圣奧化學科技有限公司攜手，助力其清潔煤制氫、及碳捕集利用示范項目的落地與推進。

目前，中國已投運和建設中的CCUS示范項目約40個。在30萬噸/年以下的項目數量占比達88.9%，規模超過60萬噸/年的項目僅占3.7%。放眼全球，在建及擬建的碳捕集與封存設施數量大約在520個，中國占全球總量的7.7%，占比遠低于第一名美國的50.8%。由此不難看出：國內碳捕捉技術和商業化應用尚不成熟，項目建造和后續處理成本過高，相比于國外市場差距還很大。

從中國國內碳捕捉行業應用分布來看，已投運和建設中的項目中，火電廠占70％以上，碳捕捉應用到火電行業的技術相對成熟。化工行業占20％左右。其他行業包括鋼廠，水泥廠甚至汽車制造行業等，占比大概10％。

中國碳捕捉示范項目分布范圍來看，目前已投運和建設中的CCUS示范項目分布于19個省份，涉及電廠和水泥廠等純捕集項目以及CO2-EOR、CO2-ECBM、地浸采鈾、重整制備合成氣、微藻固定和咸水層封存等多樣化封存及利用項目。

未來，預計在2030年中國各行業CCUS減排需求達0.2-4.08億噸，2060年將達10-18.2億噸。并且在一系列政策支持及技術進步推動下，預計到2050年產值規模將達3,300億元，2025-2050年CAGR約11.9%。

雖然中國CCUS仍處于發展早期，部分先進技術尚處于研究階段，但隨著政策支持不斷增多以及示范工程建設加速推進，中國CCUS相關技術將逐步成熟，帶動CCUS各環節成本下降，新型膜分離、新型吸收、新型吸附等技術的成熟將推動能耗和成本降低30%以上，這些技術有望在2035年前后實現大規模推廣應用。

為了助力CCUS技術推廣和示范工程建設，中國政府也出臺了一系列政策促進CCUS發展，其中包括支持內資相關企業經濟發展，保護國內企業在CCUS市場的經營，推動國內CCUS重點技術的發展。

中國已有的CCUS項目覆蓋燃煤電廠、燃氣電廠、水泥窯、化工廠、天然氣處理等場景。其中規模最大的碳捕集項目位于新疆，每年可封存二氧化碳達到300萬噸，相當于其他所有項目規模的總和，是我國第一個巨無霸級的CCUS項目。

以下是我對全國23個CCUS項目的介紹，可以幫助理解碳捕集的來龍去脈、未來趨勢與可能的重大機遇！

全國碳捕集項目分布圖

下面這張地圖匯總了我國碳捕集項目數量，及地區分布情況，來自《中國科技信息》雜志，但是并不全面。我在這張圖的基礎上，增加了2022年最新開工的CCUS項目及運行情況。如捕集規模、技術特點等。

1、垃圾發電煙氣碳捕集項目

坐標：浙江捕碳效率：95%以上

該碳捕集工藝系統，以高效填料吸收塔和解吸塔為核心處理單元，通過優化工藝設計和設備布局，實現了煙氣系統、有機胺吸收液循環系統、冷卻換熱系統、蒸汽及疏水系統的高效集成，大幅減少系統占地面積。

同時，配套采用自主研發的煙氣碳捕集工藝高精度自動控制系統，不僅提高了二氧化碳吸收效率和運行可靠性，并有利于實現碳捕集裝置各項運行參數的精細化控制和成本控制，大大提高了碳捕集裝置的經濟性、穩定性和適用性。

運行結果顯示，在垃圾焚燒煙氣CO?含量8%左右條件下，系統CO?捕集效率可達95%以上，各指標均達到國內先進水平。

2、華能高碑店電廠捕集項目

坐標：北京捕碳規模：3000噸/年

這是中國首個碳捕集裝置，在華能北京熱電廠投入運行，年捕碳量約為3000噸，該裝置由華能集團獨立設計和建造，捕集的CO2實現了資源化利用。

裝置投運以來，二氧化碳回收率大于85%，純度達到99.99%，各項指標均達到設計值。裝置運行可靠度和能耗指標也都處于國際先進水平。項目捕集并用于精制生產的食品級二氧化碳可實現再利用，以供應北京碳酸飲料市場。

3、大慶油田EOR項目

坐標：黑龍江

1965年大慶油田就率先開展小井距單井組碳酸水試注試驗，拉開了中國石油探索二氧化碳驅油(CCUS-EOR)的序幕。這項技術就是把二氧化碳捕集后注入油層中，以提高油田采油率。

針對大慶外圍油田水驅難動用、動用效果差的特低滲透扶楊油層和海拉爾油田強水敏性興安嶺油層，大慶油田在五個區塊開展了二氧化碳驅油現場試驗。

2019年產油超過10萬噸，占中國石油二氧化碳驅年產量的60%以上。

4、中石油吉林油田EOR項目

坐標：吉林捕碳規模：35萬噸/年

吉林油田建成了國內首個CCUS-EOR全流程示范項目，該項目包括5個二氧化碳驅油與埋存示范區，年產油能力10萬噸，年埋存能力35萬噸，年埋存能力相當于每年植樹280萬棵。目前吉林油田正全力推進20萬噸CCUS開發方案落地實施，規劃建設百萬噸CCUS示范區。

近期這項技術實現自主化研發、創新化驅動、成熟化應用、規模化推廣，是全球正在運行的21個大型CCUS項目中唯一位于中國的項目，也是亞洲最大的EOR項目，油田是實現溫室氣體有效埋存和大規模利用的理想場所，吉林油田通過構建全流程CCUS產業鏈，快速推進規模化工業應用進程。

5、華能長春熱電廠捕集項目

坐標：吉林捕碳規模：1000噸/年

我國首套1000噸/年相變型二氧化碳捕集工業裝置在華能長春熱電廠成功實現連續穩定運行。該技術能有效解決傳統捕集方法的高能耗難題，經專家鑒定，主要技術指標達國際領先水平。

該裝置的成功運行，不僅對我國相變型捕集技術后續開發和工程放大具有重要參考意義，更為電廠有效應對氣候變化，實現二氧化碳減排和“碳中和”愿景提供了新的技術支撐。

該技術可實現煙氣中二氧化碳捕集率達90%，同時再生溶液量減少40%~50%，社會和經濟效益顯著。如果應用于燃煤電廠100萬噸/年二氧化碳捕集裝置，相對于傳統乙醇胺溶液吸收法，使用相變型二氧化碳捕集技術每年可減少蒸汽熱耗成本約5000萬元。

6、通遼CO2地浸采鈾項目

坐標：內蒙古自治區

本項目用二氧化碳和氧氣地浸采鈾，獨聯體國家有相關資料，原理是在地下水中加入二氧化碳后，形成的碳酸氫根離子與礦層中的鈾發生反應，使鈾溶解在溶液中，并可有效抑制鈣離子沉淀的形成。

“人潛入水中吐口氣，水面能看到一個泡。”核化冶院副總工程師譚亞輝說，這個常見的生活現象，說明了一個最淺顯的道理：氣體在液體中容易逸出，要將氣體加入液體，需要解決幾個關鍵問題，首先要讓氣體溶于液體注入礦層，然后讓液體選擇性溶出礦層中的鈾，回收的時候將鈾分離。

7、華能綠色煤電IGCC電廠碳捕集項目

坐標：天津捕碳規模：10萬噸/年

通過依托“十一五”863重大項目——我國首套250兆瓦級IGCC示范工程，旨在研究開發基于IGCC的二氧化碳捕集關鍵工藝和設備技術。

目前，國內多家企業正在探索開展CCS技術的試驗與示范，而中國華能始終走在該領域前列。華能在開展燃燒后捕集基礎上，利用自主研發的二段爐產生的煤氣為原料，建成了一套30MWth(兆瓦熱)二氧化碳捕集示范系統。該系統由華能自主設計建設, 采用低水汽比耐硫變換等工藝，實現了二氧化碳捕集率達到90%以上，年捕集二氧化碳的能力達到10萬噸，是目前世界上最大的燃燒前碳捕集裝置。

8、中石化齊魯石油化工EOR項目

坐標：山東捕碳規模：100萬噸/年

我國首個百萬噸級CCUS項目，齊魯石化-勝利油田CCUS項目于2021年7月啟動建設，該項目由齊魯石化捕集二氧化碳運送至勝利油田進行驅油封存，預計未來15年，該油田將累計注入1068萬噸二氧化碳，實現增油227萬噸。

涵蓋了碳捕獲、碳利用和碳封存3個重要環節，主要以該用戶第二化肥廠煤制氣裝置排放的尾氣為原料，生產液態二氧化碳產品，并送往某油田代替“水”作為介質打入地下頁巖中驅油和封存，整個過程節水、驅油、減碳一舉三得，原油覆蓋地質儲量6000萬噸，年注入能力100萬噸。

9、中石化華東油田EOR項目

坐標：河南捕碳規模：10萬噸/年

華東油氣田液碳公司與南化公司合作建設的CCUS示范基地分兩期建設成每年10萬噸的捕集裝置，截至2021年4月27日已累計回收二氧化碳16.5萬噸，應用到油田企業驅油增產約5萬噸。

華東石油局液碳公司驅油隊成立于2013年，2015年順利進入浙江油田、江蘇油田，近兩年相繼進入吐哈、東北等油田，驅油隊成了液碳公司經濟發展的新引擎。截至到目前累計驅油應用二氧化碳36萬噸，占液碳公司營業收入的37％。

10、華能石洞口電廠捕集示范項目

坐標：上海捕碳規模：12萬噸/年

華能上海石洞口第二電廠二期項目二氧化碳捕集示范工程的產品，初期以循環利用、總量控制作為主要的處理方式，最終實現二氧化碳的封存，為我國溫室氣體減排作出貢獻。

首次提出了雙吸收塔布置的碳捕集工藝，提高了系統運行的靈活性和可靠性；提出了分級吸收再生煙氣脫碳系統創新概念，能耗較低；提出了帶自循環和激冷的噴淋脫碳系統，降低了建設和運行成本，得到燃煤電廠煙氣碳捕集系統優化運行和控制能耗的規律，最終形成了完整的工藝設計軟件包，成功應用在華能上海石洞口第二電廠二期項目12萬噸/年二氧化碳補集裝置工程示范項目中。

11、安徽海螺集團水泥窯煙氣CO2捕集純化項目

坐標：安徽捕碳規模：5萬噸/年

安徽海螺集團在世界水泥行業首開先河，建成了萬噸級以上水泥窯煙氣二氧化碳捕集純化環保示范項目，年可回收二氧化碳5萬噸。

這一項目由海螺集團與大連理工大學聯合研發，投資5500余萬元，從2018年10月22日開始運營。在煙氣洗滌塔旁，一條管道連接著兩個大大的金屬球，水泥窯煙氣去除粉塵等雜質后，到達吸收塔內被吸附劑吸收形成富液，再通過加熱析出95%純度的二氧化碳，最后精餾到99.9%工業級純度和99.99%食品級純度的二氧化碳產品，從而完成碳捕捉，控制碳排放。

12、中海油麗水36-1氣田CO2分離項目

坐標：浙江捕碳規模：5萬噸/年

中國海油麗水36-1氣田開發的實踐經驗,針對高含碳、儲量小、產能低、收益小的邊際氣田,就將二氧化碳"變廢為寶"加工為食品級商業產品的技術進行了研究。

天然氣田二氧化碳的回收利用符合"資源—產品—再生資源"的循環經濟發展模式,不僅可以保護日益惡劣的自然環境，而且可以創造更大的經濟與社會效益。該項目實施的二氧化碳綜合利用技術與經驗,將為國內其他高酸性氣田開發的二氧化碳利用有重要的借鑒意義。

13、華潤海豐電廠碳捕集測試平臺CO2加氫制甲醇

坐標：浙江捕碳規模：2萬噸/年

這是我國華南地區首個燃煤電廠碳捕集和利用示范項目。項目運行后，每年可捕集二氧化碳約兩萬噸，經提純后可滿足食品加工和工業化利用需要，并將用于國內首個碳離岸封存的安全和泄漏監測研究項目；同時，還可實現多種胺溶液的靈活替換使用，為多種碳捕集技術供應商提供公平測試其產品性能的技術服務。

一期碳捕集技術中心項目從2014年開始進行技術篩選，從14項碳捕集技術中初步篩選出5項技術，包括物理吸附、化學吸收和膜分離法。經過第二輪篩選，最終才確定選擇胺液吸收和膜分離碳捕集技術為平臺第一批測試的技術。

14、華中科技大學35MW富氧燃燒技術研究與示范

坐標：湖北捕碳效率：90%以上

35MWth富氧燃燒工業示范項目是富氧燃燒碳捕獲技術走向商業化運營過程中的關鍵一環。項目在國家支撐計劃的支持下，依托國家能源煤炭清潔低碳發電技術研發中心，總投資超過1億元，示范工程于2012年12月31日在湖北應城開工建設，2014年底完成主體工程建設，2015年1月28日開始點火試驗。

項目完成后，實現煙氣中二氧化碳濃度高于80%、二氧化碳捕獲率高于90%的二氧化碳富集和捕獲目標。我們將在此基礎上進行工業化放大，致力于富氧燃燒技術在200-600MW規模電廠上的應用，為實現中國富氧燃燒二氧化碳的大規模減排及資源化利用而努力。

15、中聯煤CO2驅煤層氣項目

坐標：山西省

“二氧化碳驅煤層氣關鍵技術”該關鍵技術預計可提高煤層氣抽采率10%以上。中國埋深2000米以淺的煤層氣總資源量為36.8萬億立方米，埋深大于1000米的深煤層煤層氣資源量占61%，二氧化碳驅煤層氣技術的規模化推廣應用可產生巨大的直接經濟效益。

項目總體目標為針對煤層中有效埋藏二氧化碳、注入二氧化碳有效置換甲烷提高煤層氣抽采率實際需求，揭示二氧化碳驅煤層氣過程中孔滲性變化規律及主控因素，集成形成具有地質適配性差異化的深煤層氣井組二氧化碳驅煤層氣工藝技術體系，研制形成具有自主知識產權的設備/裝置，現場示范應用評價，促進二氧化碳驅煤層氣工業化進程。

16、中電投重慶雙槐電廠碳捕集示范項目礦

坐標：重慶捕碳規模：1萬噸/年

2010年1月，中國電力集團建設的重慶合川雙槐電廠碳捕集工業示范項目正式投入運營，該裝置每年可捕集1萬噸碳濃度在99.5%以上，碳捕集率達到95%以上。

在此基礎上，中電投集團完成了15萬t/a的碳捕集裝置方案研究和工程設計,開展了CCS全流程方案預可研工作。目前該裝置捕集的二氧化碳主要用于焊接保護和電廠發電機氫冷置換等領域。

17、延長石油煤化工CO2捕集與驅油示范項目

坐標：陜西捕碳規模：30萬噸/年

陜西延長石油集團榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳捕集裝置項目依托煤制甲醇裝置，以及設施生產的高純度二氧化碳氣體為原料，經壓縮、冷凝液化生產純度達到99.6%的液體二氧化碳產品。

所捕集的二氧化碳全部用于延長石油下屬油田的二氧化碳驅油和地質封存，實現了制造業與采掘業協同耦合發展，每年可減少二氧化碳排放30萬噸。國內已投運CCUS示范項目依然面臨高能耗、高成本的挑戰。根據生態環境部此前發布的公開數據顯示，國內煤化工二氧化碳捕集最低成本為120元/噸。

陜西延長石油集團榆林煤化公司30萬噸/年二氧化碳項目捕集能耗1.36吉焦/噸，捕集成本僅為105元/噸，目前為國內成本最低，對我國促進CCUS技術規模化、商業化應用具有重大意義。

18、國華錦界電廠燃燒后CO2捕集與封存全流程示范項目

坐標：陜西捕碳規模：15萬噸/年

陜西國華錦界能源有限責任公司燃煤電廠15萬噸／年CCS示范項目是國家重點研發計劃項目、陜西省重點建設項目、國家能源集團重大科技創新項目，于2019年11月1日開工建設，2021年1月安裝建設完成，并通過168小時試運行，連續生產出純度99. 5%的工業級合格液態二氧化碳產品，成功實現了燃煤電廠煙氣中二氧化碳大規模捕集，成為目前國內規模最大的燃煤電廠燃燒后二氧化碳捕集與驅油封存全流程示范項目。

該項目依托錦界電廠1號600兆瓦亞臨界機組，集成新型吸收劑、增強型塑料填料、降膜汽提式再沸器、超重力再生反應器、高效節能工藝等新技術、新工藝，開展先進的燃煤電廠化學吸收法二氧化碳捕集技術研究，形成了適用于我國燃煤電站煙氣二氧化碳高效、低能耗捕集的新技術體系。

19、新疆油田EOR項目

坐標：新疆捕碳規模：60萬噸/年

新疆CCUS中心已成為油氣行業氣候倡議組織(OGCI)在全球部署的首批5個CCUS產業促進中心之一。中國石油相關負責人表示，2021年，中國石油CCUS注入埋存二氧化碳近60萬噸，目前正在加快完善松遼盆地300萬噸CCUS重大示范工程為代表的“四大工程示范”和“六個先導試驗”，進一步推動中國石油CCUS產業駛入規模化發展快車道。

作為全流程項目，新疆油田 CO2-EOR 項目捕集和封存流程均與外部企業合作完成，其氣源來自克拉瑪依石化公司產生的工業尾氣，由民營企業新疆敦華石油技術有限公司進行捕集，后者通過對克拉瑪依石化公司的制氫裝置進行改造，建成了 10 萬噸 / 年二氧化碳捕集液化裝置，對克拉瑪依石化公司甲醇廠天然氣制氫產生的馳放氣進行捕集液化，獲得高純度二氧化碳。二氧化碳初始濃度為 41%，經液化分離后純度高達 99.96%。

20、國家能源集團煤制油CCS項目

坐標：寧夏捕碳規模：40萬噸/年

煤直接液化制油的能源轉化率近60%，遠遠高于其他利用模式的40%左右，是煤生產液體產品中最有效的技術途徑。由于其生產過程實現了煤炭資源的清潔和高效率轉化，實現了傳統能源清潔化利用。

煤直接液化油品的低硫、低氮等特點，使油品燃燒廢氣所含的污染物極少。其中的硫氮排放小于1PPM，遠低于國五標準10PPM的限值，甚至優于歐五標準，可有效減少環境污染，具有在城市和井下等環保要求較高場所使用的優勢。

21、廣匯能源碳捕集、管理及驅油一體化項目

坐標：新疆捕碳規模：300萬噸/年

廣匯能源將建成國內規模最大的CCUS項目。其中首期建設10萬噸/年二氧化碳捕集與利用示范項目，具備10.4萬噸/年液體碳的生產規模。

由廣匯能源投建的哈密廣匯環保科技有限公司年產40萬噸荒煤氣制乙二醇項目，首次將“WHB合成氣制乙二醇技術”應用于荒煤氣制乙二醇，年直接減排二氧化碳約62.8萬噸、減排SO?約1286噸，間接減排二氧化碳約173萬噸。該項目節能減碳效果顯著，在副產煤氣資源的相關行業中形成較好的示范效應，同時也為公司帶來了良好的經濟效益和社會效益。

22、通源石油CCUS一體化示范項目

坐標：新疆捕碳規模：100萬噸/年

據通源石油介紹，本次試注項目將實現兩個重要的目的。一是通過將二氧化碳注入地下，利用地下油層地質圈閉構造和油氣開采后圈閉構造的虧空，或與富鈣地層水反應形成碳酸鹽的沉淀，實現永久埋存，從而達到碳減排的終極目的。

二是利用二氧化碳在地層油藏內部合適的壓力、溫度下，二氧化碳變成超臨界流體溶于原油形成混相液體，并顯著降低原油粘度和界面張力，增強原油的流動性，從而將原油驅替到生產井，達到原油增產的效果，實現社會經濟效益。

23、華能隴東基地先進低能耗碳捕集工程

坐標：甘肅捕碳規模：150萬噸/年

該項目位于甘肅慶陽華能隴東能源基地，依托該基地正寧電廠兩臺100萬千瓦工程建設，二氧化碳捕集規模150萬噸/年。項目采用燃燒后化學吸收法捕集工藝路線，二氧化碳捕集率不低于90%，成品純度不低于99.5%，捕集到的二氧化碳將全部用于驅油與封存。本工程計劃與正寧電廠工程同步設計、施工、投產，計劃投產時間為2023年12月。