节能减排、精准降碳——CCUS技术介绍

CCUS是（Carbon Capture，Utilization and Storage）碳捕获、利用与封存。CCUS技术是CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕获与封存）技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。与CCS相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。

目前CCUS技术环节原理示意图

BECCS生物质能-碳捕集与封存(Bio-Energy with Carbon Capture and Storage)就是CCUS中的一类特殊技术，能将生物质燃烧或转化过程中产生的 CO2 进行捕集、封存，与传统CCUS技术的区别是可以实现负排放。

技术原理：利用植物的光合作用，将大气中的CO2转化为有机物，并以生物质的形式积累储存下来，这部分生物质可以直接用于燃烧产生热量，或者通过化学反应合成其他高价值的清洁能源。生物质燃烧和化学合成过程中产生的CO2，被认为是植物生长所储存的CO2释放出来，（这个过程属于“净零排放”）；然后利用CCS技术捕获释放出来的CO2，将其进一步压缩和冷却处理后，用船舶或者是管道输送，最后被注入合适的地质构造中永久储存，（这一过程属于“负排放”）。因此，BECCS技术是一种负排放技术。

DACCS 则是直接从大气中捕集CO2，并将其利用或封存的过程。DAC的技术开发可以追溯到在1940年代的潜艇和1950年代的航天器中的利用，现在是将捕获的CO2封存在地下，或者用于生产化学品、燃料、水泥等。

DACS可以被描述为一种工业光合作用。就像植物使用光合作用将阳光和二氧化碳转化为糖一样，DACS系统使用电力通过风扇和过滤器从大气中去除二氧化碳。

空气通过工业级风扇吸入DACS系统。DACS溶液系统使空气通过化学溶液，去除其中的二氧化碳并将其余的空气返回回大气中。DACS固态系统在覆盖着化学剂的过滤器表面捕获二氧化碳，然后形成化合物。新形成的化合物被加热，释放要捕获的二氧化碳，并将其与化学剂分离，然后可以回收。被捕获的二氧化碳可以在非常高压下被压缩，并通过管道泵输送到深层地质层。通过自然矿化，二氧化碳与玄武岩岩发生反应，并在几年内变成石头。这种永久存储过程被称为“封存”。

燃烧捕集

燃烧前捕集：燃烧前捕获又称预燃烧技术，是指在燃料燃烧前，将其进行气化处理，得到可燃气体和含碳固体，可燃气体用于水泥熟料的烧成，含碳固体再作为其他燃料用，分离出燃料中的碳，从而减少水泥碳排放。

燃烧后捕集：燃烧后捕获又称为烟气脱碳技术，就是指在燃烧后的烟气中进行捕获或者分离出CO2。

富氧燃烧捕集：富氧燃烧技术是水泥窑CO2捕获的又一种方法。其原理是利用空气分离装置（Air Separation Unit，简称ASU）将空气分离为O2和N2，利用高浓度的O2（大于空气中的浓度21%）进行熟料的烧成。用这种高浓度的O2代替空气会得到较纯净的CO2，只需要再经过净化和压缩后，即可以进行储存。

混合捕集技术：混合捕集技术是指不同捕获方法的组合，一般是富氧燃烧技术结合其他的燃烧技术。如燃烧前捕获结合富氧燃烧；燃烧后捕获结合富氧无烟气再循环；燃烧后捕获结合富氧燃烧与部分烟气再循环；燃烧后捕获结合全富氧操作结合烟气再循环等。

中国CCUS项目分布

中国已投入运行21项CCS项目，整体规模较小，大部分捕集能力低于10×104t/a。项目产生经济回 的手段较为单一，除8个石油企业投资建设的项目将CO2用于提高原油采收率，其他项目均无法产生较高收益；4个示范项目将CO2封入地下盐水层，没有产生任何收益；7个项目将捕集到的CO2在碳市场进行销售，但由于销售价格波动大、市场规模小等原因，未获得稳定收益；2个项目将捕集到的CO2进行企业内部消化利用，收益不定。