把廢棄的鋼渣和二氧化碳結合變成磚頭、用合成生物技術培養細菌去“吃”二氧化碳、用綠電電解二氧化碳制成綠色航空燃料……使出十八般武藝讓二氧化碳發生“變形記”，成為低成本的磚頭、衣服、食品、燃料——這些都是被稱為“碳捕手”的CCUS（二氧化碳的捕集、利用與封存）技術的“神奇”功效。

 

　　在全球變暖不斷加劇的情況下，CCUS被認為是實現碳中和的“最后一公里”，因為即使做到完全不排放，為了減碳，也需要把之前排放的二氧化碳捕捉回來。

 

　　中國證券報記者調研采訪發現，CCUS技術當前仍然面臨較大的成本掣肘，“重要但現階段還沒那么重要”“緊迫但也很謹慎”，這種矛盾的聲音充斥產業界。接受采訪的專家認為，技術創新、商業創新是早日實現CCUS技術經濟性的重要途徑，當前需要推動政、產、學、研、金各方通力協作。同時，CCUS不是單一技術，涉及化工、地質、能源、材料等多種學科與交叉創新，是長環節、跨領域、眾路線的多元、多維度復雜系統，也需要更為體系化的部署和更多元化的支撐方式。

 

　　托底的技術方案

 

　　在騰訊可持續社會價值副總裁許浩看來，CCUS這一大類技術有點類似于“托底”的技術。

 

　　據國際能源署測算，2050年全球能源系統如果要達到零排放，CCUS的減排量需要達到8%，而目前這個數字只有0.13%。“只有今天開始做，到2050年、2060年，這些技術才能成熟到可以規模化、低成本。”許浩告訴中國證券報記者。

 

　　尤其是考慮到我國以煤為主的資源稟賦和能源結構特點，CCUS技術能從源頭上大規模減少二氧化碳排放，對于實現碳中和目標具有重要戰略意義。

 

　　根據《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2023）》預測，在“雙碳”目標之下，中國CCUS二氧化碳減排需求：2025年將為2400萬噸/年，2030年將增至近1億噸/年，2040年將達到10億噸/年，2050年將超過20億噸/年，2060年將為23.5億噸/年。

 

　　分行業看，考慮到中國目前的發電裝機容量和能源安全的硬約束，火電行業將是CCUS的應用重點，預計2060年將通過CCUS實現10億噸/年的二氧化碳減排量；鋼鐵、水泥、化工等行業在提高生產效率和達到生產峰值后仍將有部分二氧化碳需要通過CCUS實現減排。

 

　　對于到2030年實現CCUS減排1億噸二氧化碳，許浩表示有信心。2023年3月，騰訊聯合產業合作伙伴發起了一項國內CCUS領域金額最大的資助計劃“碳尋計劃”，共收到全國三百多個項目申報。在考察這些項目過程中，他發現，CCUS技術全產業鏈上所有技術創新點，中國都有參與，既包括央國企、科研機構，也包括初創企業，呈現活躍態勢。

 

　　近年來，中國CCUS技術和示范取得長足發展，具備了二氧化碳大規模捕集、管道輸送、利用與封存系統設計能力。中國21世紀議程管理中心全球環境處處長張賢向中國證券報記者介紹：“從技術上講，無論是技術成熟度還是技術先進程度，我們跟歐美都是并跑的，都處于工業化示范階段。但歐美在規模上更領先，美國的大型示范項目比我們多很多。此外，在個別環節，比如管網運輸、海上封存，我們相比國際有所落后。”

 

　　為破解CCUS產業化發展瓶頸，近日國務院國資委啟動第三批中央企業創新聯合體建設，圍繞戰略性新興產業和未來產業等重點領域，在工業軟件、工業母機、新能源等方向支持中央企業續建3個、新建17個創新聯合體。其中，中國石油和中國華能共同牽頭成立CCUS創新聯合體，以期引領我國CCUS產業高質量發展。

 

　　中國華能方面介紹，作為國內最早開展二氧化碳捕集和二氧化碳驅油封存的企業，集團和中國石油正在共同建設華能隴東能源基地全球規模最大的燃煤電廠150萬噸/年CCUS示范工程，未來將以該示范工程為牽引，長期目標是構建千萬噸級CCUS產業化能力。

 

　　處在早期階段

 

　　CCUS技術的重要戰略價值已屬于業內共識，同時業內普遍認為，成本是構成CCUS進一步推廣應用的最大約束。雖然CCUS技術長期來看不可或缺，但現階段整體處于較為早期的發展階段。

 

　　《中國二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）年度報告（2023）》認為，盡管中國CCUS技術發展迅速，但當前階段面臨應用成本高昂、有效商業模式欠缺、激勵和監管措施不足、源匯匹配困難等多方面挑戰，距離大規模商業化運行仍有差距。

 

　　我國的CCUS技術包含了CCS（二氧化碳捕集與封存）、CCU（二氧化碳捕集與利用）的概念。“CCS的成本是制約其商業化、工業化的最大障礙。考慮當前成本，業內普遍認為，2030年前大規模使用CCS面臨較大技術鎖定風險。”張賢表示，按照當前CCUS技術成本計算，以電廠和水泥廠為例，加裝CCS之后，每度電和每噸水泥成本漲幅會超50%，鋼鐵廠加裝CCS之后，每噸鋼成本將上漲超15%。如果考慮未來全球氣候目標的實現，或者全國碳中和目標的實現，加裝CCUS將大規模減少全球或全國減排成本。

 

　　CCUS技術環節較多，包括捕集、利用、封存各項技術。張賢表示，各類CCUS技術成熟度差距較大，以二氧化碳捕集為例，空氣直接捕集技術處于實驗室階段，電廠點源排放的二氧化碳捕集技術已達到示范階段。而二氧化碳利用的成熟度較高，如果2030年前能抓住機會，存在較多盈利空間。

 

　　諾丁漢大學卓越燈塔計劃（寧波）創新研究院可再生能源與儲能副教授Nicholas Mulei Musyoka在接受中國證券報記者采訪時表示，CCUS領域存在不同的技術發展路徑，需要綜合發展各項技術鏈并考慮它們的未來潛力。在CCU技術中，電力轉化工（Power-to-X）路徑將發揮關鍵作用，即用可再生能源生產綠氫，再與捕獲的二氧化碳反應，生產可持續合成燃料和化工產品。同時，市場需要加速探索更吸引人也更具有成本競爭力的CCU技術。

 

　　許浩發現，當前跟CCUS有關的初創企業絕大部分都在做CCU，就是把二氧化碳轉化為甲醇、丁醇、碳酸鈣等基礎工業原料。“哪怕今天我們還沒有明確的碳價格激勵，已經有CCUS初創企業能夠進行市場化發展，這意味著該項技術的潛力非常大，讓我們認為CCUS很有前景。”許浩說。

 

　　讓許浩印象頗為深刻的項目是，南京食氣生化科技有限公司利用合成生物技術培養食氣梭菌，“讓細菌吃CO2”形成丁醇。這相比傳統石油丁醇路線，潛在可下降20%-50%的生產成本。

 

　　“大家探索CCUS的U還是比較多的，將二氧化碳電解到X，這個X指代反應得到的產物是非常豐富的。”碳能科技CTO汪秀萍在接受中國證券報記者采訪時表示。她所在的碳能科技成立于2015年，致力于為排碳行業提供具有經濟正向性的“碳中和”解決方案，通過自主研發的催化劑、電解反應器和“碳捕集-利用一體化”工藝路線設計，結合綠電，將二氧化碳高效轉化為合成氣、合成油、甲醇等具備工業應用價值的綠色化學品和新材料。今年5月，百噸級電解二氧化碳制合成氣技術入圍工信部《國家工業和信息化領域節能降碳技術裝備推薦目錄（2024版）》。

 

　　汪秀萍介紹，2020年公司與內蒙古伊泰集團合作完成30噸-50噸/年減碳的中試驗證，經中國化工信息中心檢索查新，屬于國際首臺，使得這項技術路線在國際上率先實現由實驗室走向工程放大。2024年，公司與榆林能源集團橫山煤電公司、榆能研究院合作，采用二氧化碳富集-轉化一體化技術，開展500噸/年二氧化碳電解制合成氣工業示范研究，以火電廠煙道氣為原料，通過電解將二氧化碳轉化為合成氣，當前所有關鍵設備已交付現場，進入單機調試階段。

 

　　不過，汪秀萍坦言，客戶側整體對于CCUS的態度是“緊迫也謹慎”，“目前大家主要是對技術成熟度、可靠度、碳循環的經濟性以及應用場景進行更多的示范驗證。”

 

　　汪秀萍分析，當前之所以成本約束還比較大，一是因為固定投資上還沒有實現規模化效應，現階段無論是關鍵材料、零部件，還有設備等基本都是定制化，所以加工制造成本較高；二是二氧化碳電解的運行成本主要是電力成本仍然較高，未來隨著綠電成本繼續下探，將有利于這項技術推廣應用；三是綠色產品沒有溢價，基本和傳統化石產品等價銷售，無法體現綠色價值。

 

　　“我們在致力于通過材料自身性能突破、反應裝備和工藝升級等措施，實現電解效率提升，盡力克服成本約束。”汪秀萍說。

 

　　合力跨越“死亡谷”

 

　　張賢強調，未來降低技術成本最主要的還是加快技術研發示范，加速CCUS技術迭代，“比如捕集二代技術可以比一代技術成本降低超30%。”

 

　　汪秀萍表示，大力投資CCUS技術研發與創新，以降低CCUS成本，是實現CCUS大規模商業化發展的關鍵因素。她建議，我國可圍繞CCUS各環節開展核心技術攻關并設立專項研發資金，為CCUS的全流程技術創新提供支持。

 

　　“現在最關鍵的就是我們怎么推動技術創新，讓技術迭代進程越快越好，因為二氧化碳還在不停地往大氣里排放，我們需要以更緊迫的時間表來做這件事，盡快進行研發、試點、規模化，把成本打下來，進而實現大規模應用。”許浩說，這也正是騰訊發起“碳尋計劃”的初心。“我們聯合包括河鋼集團、華潤集團、海螺集團等合作伙伴，為脫穎而出的項目提供億元級資金和資源支持，以助推這些前沿技術走出實驗室，進入到產業化第一步。”許浩介紹。

 

　　許浩說，“碳尋計劃”終選名單里的項目將陸續在今年和明年完成試點建設，希望成為CCUS領域的“最佳可用技術”，推動CCUS在中國形成一個真正的產業。今年第二期“碳尋計劃”將擴大為在全球范圍內尋找前沿的低碳技術，在CCUS和碳移除技術的基礎上，覆蓋包括長時儲能等更多創新技術，并與更多國內外產業伙伴合作，在全球范圍內助力技術跨越“死亡谷”。

 

　　此外，好的市場激勵機制也是盤活產業的關鍵。張賢認為，歐美依靠市場來推動技術進步和推廣的經驗值得我們學習，特別是要營造更好的價格傳導機制，來加速技術推廣。

 

　　中創碳投首席雙碳官孟兵站認為，CCUS的發展需要更多元化的支撐方式，將CCUS納入溫室氣體自愿減排交易市場，可以獲得額外的市場資金支持。近期，全國環境技術標準化委員會已經在征求國家標準《碳捕集、利用與封存（CCUS）項目溫室氣體減排量化和核查技術規范》的意見，將進一步推動CCUS項目減排量量化以及交易工作市場化。

 

　　“對于CCUS，大家的關注點主要在成本上，CCUS還在尋找與新能源、工業系統耦合發展的新模式。”汪秀萍建議，CCUS項目涉及多個環節協同合作，應搭建上中下游全產業鏈聯動平臺，加快從點上探索邁向體系化布局；同時，CCUS在技術推廣、項目建設與管理、風險管理等環節尚無標準遵循，需要完善評價標準，加強標準計量和認證體系建設，加強CCUS碳足跡研究與核算。