1、引言
近年來，隨著全球變暖，極端天氣和氣候事件頻發(fā)，氣候變化對生態(tài)環(huán)境和經濟社會發(fā)展的影響日益顯著，已成為當今國際社會熱點議題之一。國際形勢的變化將全球應對氣候變化帶入一個新的階段。2016年11月，《巴黎協(xié)定》正式生效，意味著削減溫室氣體排放、實現(xiàn)本世紀末全球氣溫比工業(yè)化前上升不超過2C，并向1.5C努力的共識正在凝聚。我國將氣候變化列為非傳統(tǒng)國家安全問題，提出應對氣候變化不僅是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的內在要求，而且是引領全球生態(tài)文明建設的重要抓手。
碳捕集利用與封存（CCUS/CCS'）是指將二氧化碳（CO2）從工業(yè)排放源中分離后或直接加以利用或封存，以實現(xiàn)CO2。減排的工業(yè)過程。作為一項有望實現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳化利用的新興技術，CCUS技術受到國際社會的高度關注。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）評估報告認為，如果沒有CCS，絕大多數(shù)氣候模式都不能實現(xiàn)深度碳減排目標，更為關鍵的是，減排成本增加幅度預估將高達138%。若要實現(xiàn)本世紀末溫升1.5C的目標，不僅需要在化石能源利用行業(yè)廣泛部署CCS以實現(xiàn)其近零碳排放，而且需要將其應用于生物質利用領域（BECCS)以取得負排放效果。國際能源署(IEA）的研究報告也指出，若要實現(xiàn)2C和1.75C的溫升目標，CCS的累計減排貢獻分別可達到14%和32%。鑒于CCUS對應對氣候變化和碳減排的重要作用，歐美發(fā)達國家已在探索給予CCUS與其它清潔能源的同等政策支持力度，以加快CCUS產業(yè)化進程。與此同時，多邊國際合作機制，如碳收集領導人論壇（CSLF）、創(chuàng)新使命部長級會議（MI）、清潔能源部長級會議（CEM）等從不同方面推動了CCUS的發(fā)展。
CCUS是未來我國減少CO2排放、保障能源安全、構建生態(tài)文明和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。作為負責任的發(fā)展中大國，中國高度重視應對氣候變化工作，有序推進CCUS技術研發(fā)和示范。2011年，科學技術部社會發(fā)展科技司和中國21世紀議程管理中心共同發(fā)布了《中國碳捕集、利用與封存（CCUS）技術發(fā)展路線圖研究》（以下統(tǒng)稱“2011版路線圖”）報告。之后，中國政府先后發(fā)布了《“十二五”國家碳捕集利用與封存科技發(fā)展專項規(guī)劃》《關于推動碳捕集、利用和封存試驗示范的通知》以及《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》等鼓勵CCUS技術發(fā)展的文件，并將CCUS技術納入我國戰(zhàn)略性新興技術目錄以及國家重點研發(fā)計劃、科技創(chuàng)新2030一“煤炭清潔高效利用”重大項目的支持范疇。近年來，CCUS各技術環(huán)節(jié)均取得了較大進步，已經具備大規(guī)模示范基礎；新型技術不斷涌現(xiàn)，種類不斷增多；低能耗的第二代捕集技術2可大幅改善CCUS技術的經濟性，有望以更低成本實現(xiàn)煤電和煤化工等傳統(tǒng)產業(yè)的有效減排。CO2利用技術在實現(xiàn)減排的同時，形成具有可觀經濟社會效益的新業(yè)態(tài)，對促進可持續(xù)發(fā)展具有重大意義（圖1-1）。
2011版路線圖發(fā)布以來，CCUS技術本身及其發(fā)展環(huán)境都發(fā)生了顯著變化。國內外應對氣候變化的新形勢要求對CCUS技術重新定位，以促進生態(tài)文明建設和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施；CCUS技術內涵的豐富和外延的拓展，需要進一步明確發(fā)展方向，以有序推進第一代捕集技術向第二代捕集技術平穩(wěn)過渡；CCUS技術的迅速發(fā)展使社會各界對CCUS認知度不斷提高，亟待加快調整CCUS技術的發(fā)展目標和研發(fā)部署，為相關政策的制定執(zhí)行和項目的順利實施提供科技支撐。
2、技術現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
CCUS作為大規(guī)模碳減排的有效技術，對我國應對氣候變化意義重大。政府、企業(yè)以及科研機構對CCUS技術的發(fā)展高度重視，其研發(fā)與應用也處于不斷的創(chuàng)新升級中。但我國化石能源主導的能源結構以及碳排放達峰帶來的減排壓力，使我國CCUS技術的發(fā)展既存在復雜性和多樣性，又具有自主性和引領性。
2.1 中國發(fā)展CCUS技術的基礎
中國發(fā)展CCUS具有良好的基礎條件：（1）以化石能源為主的能源結構長期存在；（2）適合CO2捕集的大規(guī)模集中排放源為數(shù)眾多、分布廣泛，且類型多樣；（3）我國理論地質封存容量巨大，估算在萬億噸級規(guī)模；（4）我國完備的工業(yè)產業(yè)鏈為CO2利用技術發(fā)展提供了多種選擇；（5）存在多種CO2利用途徑，其潛在收益可推動CCUS其它技術環(huán)節(jié)的發(fā)展。同時，我國發(fā)展CCUS技術仍面臨諸多傳統(tǒng)挑戰(zhàn)：（1）我國所處發(fā)展階段難以承受CCUS的高投入、高能耗和高附加成本；（2）源東匯西的錯位分布格局增加了CCUS集成示范和推廣的難度；（3）復雜的地質條件和密集的人口分布給規(guī)?；獯嫣岢隽烁叩募夹g要求。
另外，國內外新形勢對CCUS技術發(fā)展帶來了新的機遇：（1）全國統(tǒng)一碳市場的建立為CCUS技術發(fā)展提供了新的驅動力及預期；（2）具有較好社會經濟效益的CO2利用技術不斷涌現(xiàn)，有望提高CCUS技術的整體經濟性，并提供了與可再生能源、氫能源協(xié)同發(fā)展的更多選項；（3）低能耗捕集技術的出現(xiàn)有望大幅降低CCUS的實施成本；（4）我國油氣資源的需求持續(xù)增長，類型日益多樣化，使得基于CO2的油氣資源開采技術的發(fā)展越來越重要。而國內外環(huán)境的變化也使CCUS技術發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)：（1）建設生態(tài)文明社會和落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對CCUS技術的能耗、水耗、環(huán)境影響及資源匹配等提出更高要求；（2)2035年前后將是捕集技術實現(xiàn)代際升級的關鍵時期，第二代捕集技術需在2035年之前做好大規(guī)模產業(yè)化準備。
2.2已開展的工作
近年來，CCUS在全球范圍快速發(fā)展，已開展了眾多工業(yè)規(guī)模示范項目，逐漸開始發(fā)揮對傳統(tǒng)能源“清潔化”的作用。中國政府高度重視CCUS技術的研發(fā)與示范，為積極發(fā)展和儲備CCUS技術開展了一系列工作：
一、明確了CCUS研發(fā)戰(zhàn)略與發(fā)展方向。2011版路線圖明確了CCUS的技術定位、發(fā)展目標和研發(fā)策略；《“十二五”國家碳捕集利用與封存科技發(fā)展專項規(guī)劃》部署了CCUS技術的研發(fā)與示范；已經出臺的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確了CCUS技術進一步研發(fā)的方向。
二、加大了CCUS技術研發(fā)與示范的支持力度。通過國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）、國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）和國家科技支撐計劃，圍繞CO2捕集、利用與地質封存等相關基礎研究、技術研發(fā)與示范進行了系統(tǒng)部署。正在開展實施的“十三五”國家重點研發(fā)計劃重點專項以及準備啟動的科技創(chuàng)新2030一重大項目，也將CCUS技術研發(fā)與示范列為重要內容。
三、注重CCUS相關能力建設和國際合作交流。推動成立了中國CCUS產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，加強國內CCUS技術研發(fā)與示范平臺建設，促進產學研結合；參與國際標準制定；與IEA、CSLF等國際組織開展了廣泛合作，與歐盟、美國、澳大利亞、加拿大、意大利等國家和地區(qū)圍繞CCUS開展了多層次的雙多邊科技合作。
基于上述工作，中國企業(yè)積極開展CCUS技術研發(fā)與示范活動，已建成多套十萬噸級以上CO2捕集和萬噸級CO2利用示范裝置，并完成了10萬t/a陸上咸水層CO2。地質封存示范。同時，開展了多個CO2驅油與封存工業(yè)試驗，累計注入CO2超過150萬t。我國CCUS試驗工程的總體情況詳見附件1。
2.3技術現(xiàn)狀評估
近年來我國CCUS技術發(fā)展迅速、成果可觀（圖2-1）：（1）2011版路線圖涵蓋的技術取得了一定發(fā)展；（2）多種新技術類型涌現(xiàn)。我國已開發(fā)出多種具有自主知識產權的技術，并具備了大規(guī)模全流程系統(tǒng)的設計能力。
與此同時，CCUS技術大規(guī)模應用仍受到成本、能耗、安全性和可靠性等因素制約。因此，CCUS技術研發(fā)與推廣的方向是降低成本和能耗，并確保其具有長期安全性和可靠性；努力實現(xiàn)CCUS各個環(huán)節(jié)技術的均衡發(fā)展，盡快進入商業(yè)化階段。
2.3.1.捕集
CO2捕集是指將電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)利用化石能源過程中產生的CO2進行分離和富集的過程，是CCUS系統(tǒng)耗能和成本產生的主要環(huán)節(jié)。根據(jù)能源系統(tǒng)與CO2分離過程集成方式的不同，CO2捕集技術可分為燃燒后捕集、燃燒前捕集和富氧燃燒捕集。
由于能源系統(tǒng)與CO2分離過程的集成方式較為簡單，燃燒后捕集發(fā)展相對成熟，可用于大部分火電廠、水泥廠和鋼鐵廠的脫碳改造，國內已建成數(shù)套十萬噸級捕集裝置。第一代燃燒后捕集技術的成本約為300~450元/tCO2能耗約為3.0GJ/tCO2，發(fā)電效率損失10~13個百分點。第二代燃燒后捕集技術的能耗約為2.0~2.5GJ/tCO2發(fā)電效率損失5~8個百分點。
燃燒前捕集系統(tǒng)相對復雜，主要用于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC)、多聯(lián)產和部分化工過程。
目前，依托我國首套商業(yè)運行的IGCC電廠（265MW）已建成十萬噸級捕集裝置。當前，第一代燃燒前捕集技術的成本約為250~430元/tCO2能耗約為2.2GJ/tCO2發(fā)電效率損失7~10個百分點。第二代燃燒前捕集技術的能耗約為1.6~2.0GJ/tCO2發(fā)電效率損失3~7個百分點。
富氧燃燒技術發(fā)展迅速，可用于新建燃煤電廠及部分改造后的火電廠，目前已建成0.3MW、3MW、35MW的試驗裝置，并完成了200MW的可行性研究。當前，第一代富氧燃燒捕集技術的成本約為300~400元/tCO2發(fā)電效率損失8~12個百分點，第二代富氧燃燒捕集技術的發(fā)電效率損失5~8個百分點。
概括而言，目前第一代CO2捕集技術漸趨成熟，但能耗與成本偏高，且我國缺乏開展大規(guī)模示范的工程經驗；第二代捕集技術可大幅降低能耗與成本，但尚處于實驗室研發(fā)或小試階段，2035年前后有望大規(guī)模推廣應用。
2.3.2輸送
CO2輸送是指將捕集的CO2運送到利用或封存地的過程，與油氣輸送有一定的相似性，有陸地或海底管道、船舶、鐵路和公路車載等輸送方式。
CO2陸路車載運輸和內陸船舶運輸技術已成熟，主要應用于規(guī)模10萬t/a以下的CO2輸送，成本分別約為1.10元/t·km和0.30元/t·km。CO2海底管道輸送技術在國內尚處于概念研究階段。CO2陸地管道輸送技術是最具應用潛力和經濟性的技術，目前輸送成本低于1.0元/t·km’。我國已完成100萬t/a輸送能力的管道項目初步設計，具備大規(guī)模管道設計能力，正在制定相關設計規(guī)范。
2.3.3地質利用
CO2地質利用是將CO2注入地下，生產或強化能源、資源開采的過程。相對于傳統(tǒng)工藝，CO2地質利用技術可減少CO2排放，主要用于強化多種類型石油、天然氣、地熱、地層深部咸水、鈾礦等資源開采。我國上述資源需求的持續(xù)增長和油氣資源類型的多樣化，將為CO2地質利用提供更大發(fā)展空間。目前，CO2強化石油開采技術(CO2-EOR）已應用于多個驅油與封存示范項目，2010一2017年，CO2的累計注入量超過150萬t，累計原油產量超過50萬t，總產值約為12.5億元；鈾礦地浸開采技術處于商業(yè)應用初期，年產值已超過1億元；強化煤層氣開采技術正在現(xiàn)場試驗和技術示范；強化天然氣開采、強化頁巖氣開采、強化地熱開采技術處于基礎研究階段；強化深部咸水開采技術是近幾年提出的新方法，尚未開展現(xiàn)場試驗，其大部分關鍵技術環(huán)節(jié)可借鑒咸水層封存和強化石油開采，但需要開發(fā)相應的抽注控制及水處理工藝。
2.3.4 化工利用
CO2化工利用是以化學轉化為主要手段，將CO2和共反應物轉化成目標產物，實現(xiàn)CO2資源化利用的過程，主要產品有合成能源化學品、高附加值化學品以及材料三大類?；だ貌粌H能實現(xiàn)CO2減排，還可以創(chuàng)造額外收益，對傳統(tǒng)產業(yè)的轉型升級發(fā)揮重要作用。
近年來，我國CO2化工利用技術取得了較大進展，整體處于中試階段：部分技術完成了示范，如重整制備合成氣技術、合成可降解聚合物技術、合成有機碳酸酯技術等；部分技術完成了中試，如合成甲醇技術、合成聚合物多元醇技術、礦化利用技術等；大批新技術涌現(xiàn)，如CO2電催化還原合成化學品、基于CO2光催化轉化的“人工光合作用”等完成了實驗室驗證。當前合成能源燃料的CO2利用規(guī)模約為10萬t/a，產值約為1億元/a;合成高附加值化學品的CO2利用規(guī)模約為10萬t/a，產值約為4億元/a;合成材料的CO2利用規(guī)模約為5萬t/a，產值約為2億元/a。
2.3.5生物利用
CO2生物利用是以生物轉化為主要手段，將CO2用于生物質合成，實現(xiàn)CO2資源化利用的過程，主要產品有食品和飼料、生物肥料、化學品與生物燃料和氣肥等。生物利用技術的產品附加值較高，經濟效益較好。目前轉化為食品和飼料的技術已實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，但其他技術仍處于研發(fā)或小規(guī)模示范階段。轉化為食品和飼料技術的CO2利用規(guī)模約為0.1萬t/a，產值約為0.5億元/a；轉化為生物肥料技術的CO2利用規(guī)模約為5萬t/a，產值約為5億元/a;轉化為化學品技術的CO2利用規(guī)模約為1萬t/a，產值約為0.2億元/a；氣肥利用技術的CO2利用規(guī)模約為1萬t/a，產值約為0.2億元/a。
2.3.6地質封存
CO2地質封存是指通過工程技術手段將捕集的CO2儲存于地質構造中，實現(xiàn)與大氣長期隔絕的過程。按照封存地質體的特點，主要劃分為陸上咸水層封存、海底咸水層封存、枯竭油氣田封存等方式。我國已完成了全國范圍內CO2理論封存潛力評估，陸上地質利用與封存技術的理論總容量為萬億t以上。陸上咸水層封存技術完成了10萬t/a規(guī)模的示范，海底咸水層封存、枯竭油田、枯竭氣田封存技術完成了中試方案設計與論證?；诋斍凹夹g水平，并考慮關井后20年的監(jiān)測費用，陸上咸水層封存成本約為60元/tCO2，海底咸水層封存成本約為300元/tCO2，枯竭油氣田封存成本約為50元/tCO2。
3、愿景與目標
為建立循環(huán)發(fā)展的經濟體系，構建安全高效的能源體系和清潔低碳的技術體系，CCUS的未來發(fā)展需要科研界、政府和企業(yè)的共同努力。自2011版路線圖發(fā)布以來，我國CCUS技術快速發(fā)展，新形勢下亟需更新 CCUS發(fā)展的愿景和目標。
3.1愿景
CCUS作為未來溫室氣體減排的戰(zhàn)略性技術，實現(xiàn)其大規(guī)模產業(yè)化取決于技術成熟度、經濟可承受性、自然條件承載力及其與產業(yè)發(fā)展結合的可行性。在前期文獻梳理、專家研討、現(xiàn)場調研、問卷調查等工作的基礎上，本路線圖提出我國CCUS技術發(fā)展的總體愿景：構建低成本、低能耗、安全可靠的CCUS技術體系和產業(yè)集群，為化石能源低碳化利用提供技術選擇，為應對氣候變化提供技術保障，為經濟社會可持續(xù)發(fā)展提供技術支撐。
3.2CCUS技術總體發(fā)展目標
2030年前，我國碳減排主要依靠大力發(fā)展節(jié)能增效和可再生能源技術，CCUS技術處于研發(fā)示范階段，是我國減少溫室氣體排放的重要戰(zhàn)略儲備技術。隨著技術逐漸成熟，CCUS有望在2030年后成為我國從化石能源為主的能源結構向低碳多元供能體系轉變的重要技術保障，為構建化石能源與可再生能源協(xié)同互補的多元供能體系發(fā)揮重要作用。預計至本世紀中葉，CCUS技術能耗和成本問題將得到根本改善，其在各行業(yè)廣泛推廣應用不僅可以實現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用，而且可以與可再生能源結合實現(xiàn)負排放，成為我國建設綠色低碳多元能源體系的關鍵技術。因此，本路線圖基于以上CCUS技術的近中遠期
定位，提出中國CCUS發(fā)展總體愿景與各時間節(jié)點的發(fā)展目標（圖3-1）。
到2025年：建成多個基于現(xiàn)有CCUS技術°的工業(yè)示范項目并具備工程化能力；第一代捕集技術的成本及能耗比目前降低10%以上；突破陸地管道安全運行保障技術，建成百萬噸級輸送能力的陸上輸送管道；部分現(xiàn)有利用技術的利用效率顯著提升并實現(xiàn)規(guī)模化運行。
到2030年：現(xiàn)有技術開始進入商業(yè)應用階段并具備產業(yè)化能力；第一代捕集技術的成本與能耗比目前降低10~15%；第二代捕集技術的成本與第一代技術接近；突破大型CO2增壓（裝備）技術，建成具有單管200萬t/a輸送能力的陸地長輸管道；現(xiàn)有利用技術具備產業(yè)化能力，并實現(xiàn)商業(yè)化運行。
到2035年：部分新型技術實現(xiàn)大規(guī)模運行；第一代捕集技術的成本及能耗與目前相比降低15~25%；第二代捕集技術實現(xiàn)商業(yè)應用，成本比第一代技術降低5~10%；新型利用技術具備產業(yè)化能力，并實現(xiàn)商業(yè)化運行；地質封存安全性保障技術獲得突破，大規(guī)模示范項目建成，具備產業(yè)化能力。
到2040年：CCUS系統(tǒng)集成與風險管控技術得到突破，初步建成CCUS集群，CCUS綜合成本大幅降低。第二代捕集技術成本比當前捕集成本降低40~50%，并在各行業(yè)實現(xiàn)廣泛商業(yè)應用。
到2050年：CCUS技術實現(xiàn)廣泛部署，建成多個CCUS產業(yè)集群。
3.3發(fā)展路徑
以上總體發(fā)展愿景和目標的實現(xiàn)需要有序、平衡地推進CO2捕集、輸送、利用與封存各環(huán)節(jié)技術的發(fā)展。近期應優(yōu)先解決CCUS技術成本、能耗和安全問題，促進CO2利用技術向具有更大減排潛力的封存技術平穩(wěn)過渡。
3.3.1捕集
電力、鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)是捕集技術的應用主體。其中，火電行業(yè)是我國CO2的最主要排放源，捕集技術在火電行業(yè)的推廣對于實現(xiàn)我國碳減排目標意義重大。
我國半數(shù)以上的現(xiàn)役燃煤機組建成于2005一2015年間。按照30~40年的運行壽命計算，火電行業(yè)在2035-2045年間將迎來機組更新高峰。綜合考慮火電行業(yè)的發(fā)展規(guī)律與捕集技術的發(fā)展趨勢，2035年前應以采用第一代捕集技術的存量火電機組改造為主，2035年后應以采用二代捕集技術的新建火電機組為主，2035年前后將是捕集技術實現(xiàn)代際升級的關鍵時期。
基于上述情景預期，第一代捕集技術應盡快降低能耗和成本并積極推進示范，在2030左右具備產業(yè)化能力。隨著燃燒前捕集、化學鏈燃燒和增壓富氧燃燒等燃料源頭捕集技術為代表的第二代低能耗捕集技術不斷成熟，至2035年前后，二代技術能耗和成本將明顯低于一代技術，成為我國火電行業(yè)實現(xiàn)低碳排放的主力技術（圖3-2，圖3-3，附圖2-1）。
3.3.2利用
近年來CO2利用技術發(fā)展較快，部分技術已進入規(guī)?；痉峨A段，逐漸具備經濟可行性。到2030年，部分地質利用技術、CO2化工利用技術和生物利用技術（圖3-4，附圖2-2，附圖2-3，附圖2-4）在無碳收益情況下亦具備一定經濟競爭力，故應優(yōu)先推進發(fā)展。2030一2035年期間CO2化工利用技術將逐漸達到商業(yè)應用水平，CO2生物利用技術和地質利用技術的經濟可行性將逐漸擺脫外部條件制約，到2040年達到商業(yè)化水平。
3.3.3輸送、封存
2030年，掌握大型CO2增壓技術將使陸地管道輸送規(guī)模大幅增加；2035年，封存的安全保障技術獲得突破，陸地咸水層封存技術實現(xiàn)商業(yè)應用，多個百萬噸級枯竭油氣田封存工業(yè)示范項目投入運行，帶動陸地管道輸送技術的發(fā)展，擴大其應用規(guī)模并顯著降低成本，實現(xiàn)商業(yè)應用（圖3-5）；2040年，多個百萬噸級或一個數(shù)百萬噸級海底咸水層封存工業(yè)示范項目建成（附圖2-6），成本較低的海上船舶輸送技術隨之實現(xiàn)商業(yè)應用（附圖2-5）；2050年，海底咸水層封存技術實現(xiàn)商業(yè)化，推動海底管道輸送技術的商業(yè)應用。
3.3.4系統(tǒng)集成與集群化
CCUS集群具有基礎設施共享、項目系統(tǒng)性強、技術代際關聯(lián)度高、能量資源交互利用、工業(yè)示范與商業(yè)應用銜接緊密等優(yōu)勢，是一種高效費比的發(fā)展途徑，未來可能形成具有中國特色的CCUS新業(yè)態(tài)（圖3-6) 。
4、優(yōu)先行動及早期機會
2011版路線圖發(fā)布以來，CCUS各環(huán)節(jié)關鍵技術取得較大進展，成本和收益已逐漸成為制約技術進一步發(fā)展的瓶頸，集成優(yōu)化成為當務之急。2035年以前，亟需部署CO2利用技術示范與推廣，以帶動新一代技術的突破，為其后全流程技術系統(tǒng)集成和大規(guī)模示范打下基礎。
4.1加快CO2利用技術研發(fā)與示范推廣
CO2利用技術具有社會效益與經濟效益“雙贏”的屬性，不僅有助于降低CCUS技術應用成本，而且可以積累未來向具有更大減排潛力封存技術過渡的工程經驗?？紤]各項技術的成熟度、成本以及未來應用前景，具體優(yōu)先行動如下：
CO2地質利用：優(yōu)先安排跨行業(yè)百萬噸級CO2捕集、驅油利用與封存一體化示范項目，開展安全風險管控、儲層精細描述、提高驅油效率、伴生CO2提純、項目全生命周期經濟評價等配套研究；研發(fā)鈾礦地浸開采技術的綠色高效溶劑；支持強化煤層氣開采過程中甲烷脫附與CO2吸附的機理和相關助劑研發(fā)；開展CO2一輕烴一巖石系統(tǒng)的組分傳質、相關組分在固體介質表面的吸附與解析等基礎研究，莫定強化天然氣開采和強化頁巖氣開采技術基礎；部署高效換能、微量貴金屬提純等基礎研究，引導強化地熱開采和強化深部咸水開采技術進入中試門檻。
CO2化工利用：積極開展重整制備合成氣和合成甲醇技術的研究與工業(yè)示范；安排合成可降解聚合物、合成有機碳酸酯、合成聚合物多元醇、礦化利用等技術的進一步擴試，具備萬噸級示范能力；部署制備液體燃料技術中高性能催化材料的基礎研究，建立規(guī)?；a技術，為技術擴試提供支撐。
CO2生物利用：開展高效光生反應器研究，莫定微藻轉化為化學品和生物燃料技術的萬噸級中試示范基礎；加強固氮藻種的篩選和遺傳改良基礎研究，形成高效固氮微藻規(guī)?；a技術；部署應用基礎和下游轉化研究，降低規(guī)?；⒃遛D化為食品和飼料的技術成本。
根據(jù)區(qū)域特點，CO2地質利用技術主要適合在中西部及東北地區(qū)應用，CO2化工利用與生物利用技術主要適合在東、南部應用，具有很好的地域互補性（表4-1）。
4.2實現(xiàn)關鍵新捕集技術突破
發(fā)展CCUS的關鍵是降低成本和能耗，其重點在于捕集技術的突破，包括燃燒后捕集：先進吸收劑、高效反應器和新型節(jié)能技術集成、膜分離和固體吸附、熱集成與耦合優(yōu)化；燃燒前捕集：煤氣化、燃料氣脫碳、大規(guī)模煤氣化技術、系統(tǒng)集成技術的化工-動力多聯(lián)產；富氧燃燒：制氧、全流程系統(tǒng)集成優(yōu)化、化學鏈燃燒、增壓富氧燃燒、富CO2煙氣壓縮純化。到2035年，中國在捕集技術環(huán)節(jié)應分階段優(yōu)先部署的研發(fā)與示范活動詳見表4-2：
4.3開展全流程技術系統(tǒng)集成和大規(guī)模示范
CCUS的全流程系統(tǒng)集成與示范是商業(yè)應用發(fā)展的必經階段，據(jù)此可全面掌握CCUS系統(tǒng)整體及各環(huán)節(jié)的安全風險管控、技術經濟性能指標實現(xiàn)程度和運行管理等信息，進而分析和評價系統(tǒng)整體與各技術環(huán)節(jié)的匹配關系，為CCUS技術商業(yè)應用積累經驗。
開展CCUS全流程系統(tǒng)集成與示范所需資金投入大，對場地條件依存性強，技術密集度高，技術鏈條長且工藝組合方式多樣，因此，需要準確把握我國重點區(qū)域CCUS潛力與源匯條件，因地制宜地部署CCUS集成示范項目。
近中期（2035年前后）百萬噸級全流程示范以現(xiàn)有技術為主，著重發(fā)展以下技術或設備：（1）大規(guī)模CCUS系統(tǒng)：系統(tǒng)仿真模型、管網(wǎng)規(guī)劃方法、風險管控技術及性能評估與優(yōu)化方法；（2）捕集改造技術：CO2捕集與排放源集成優(yōu)化；（3）百萬噸級燃燒前捕集：變換深度可調的低水氣比合成器轉換工藝；（4）百萬噸級燃燒后捕集：高效率、高通量、緊湊型吸收設備；（5）百萬噸級常壓富氧燃燒示范、十萬噸級化學鏈、加壓富氧燃燒：大規(guī)模低能耗制氧技術以及熱耦合優(yōu)化技術等；（6）輸送：管網(wǎng)建設，材料、大口徑以及主干線建設等；（7）CO2驅油與封存：場地精細勘查與表征技術、封存容量與利用潛力評價技術、動態(tài)監(jiān)測與調控技術、環(huán)境與生產安全保障技術、以及氣體壓縮機裝備等。
同時，新型技術的試驗示范要盡可能依托以上大規(guī)模示范，在某些區(qū)域形成CCUS集群?；谖覈赜蛱攸c和資源條件，可初步判斷鄂爾多斯盆地、準噶爾-吐哈盆地、松遼盆地、四川盆地、珠江口盆地具有形成特色CCUS集群的有利條件（圖4-1）。
5、政策與建議
推動CCUS技術發(fā)展，不僅是落實減排承諾、積極參與全球應對氣候變化的要求，也是建設生態(tài)文明、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內在需求，有利于我國綠色低碳產業(yè)的發(fā)展、升級和創(chuàng)新。當前我國的CCUS發(fā)展正處于技術更新?lián)Q代時期，不僅需要突出CCUS技術在國家應對氣候變化和生態(tài)文明建設整體戰(zhàn)略中的位置，加快部署技術研發(fā)，推進商業(yè)化進程，更要關注技術代際過渡問題，抓住機遇，加快制定符合國情和CCUS技術發(fā)展規(guī)律的政策措施，促進CCUS技術在中國的健康、有序發(fā)展。
5.1加強CCUS技術研發(fā)能力建設
（1）探索CCUS的技術研發(fā)示范支持模式及人才培養(yǎng)方式。支持新一代CCUS技術研發(fā)示范，尤其是兼具經濟效益和減排效益的CO2利用技術，將CCUS技術研發(fā)納入后續(xù)國家科技計劃和產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，為其提供長期穩(wěn)定的支持。
（2)建設國家重大基礎設施研發(fā)平臺。重點開展CO2強化資源開采、CO2化工利用和生物利用技術驗證設施建設，支撐CO2利用重大基礎理論研究。
（3）建設政產學研合作平臺。有效整合政府部門、企業(yè)、高校和研究機構資源，創(chuàng)建合作平臺，設置完善的協(xié)調溝通機制，實現(xiàn)地區(qū)、機構和行業(yè)之間的聯(lián)合與協(xié)調，推動CCUS關鍵技術突破與示范順利開展。
（4)強化CCUS知識產權的動態(tài)監(jiān)測、戰(zhàn)略研究及合作機制。重視CCUS技術的知識產權研究和保護，
設計完善的知識產權保護機制與體系，有效規(guī)避市場技術風險壁壘，激勵我國自主技術的研發(fā)，為我國大力開展CCUS技術的科學研究和工程示范提供法律法規(guī)保障。
5.2積極有序推進早期集成示范
（1）推進早期示范項目的篩選與評估。全面調研我國CCUS示范工程情況，建立全國范圍示范項目數(shù)據(jù)庫，提出側重不同角度（包括應用潛力、技術先進性、經濟性以及行業(yè)示范效果等）的示范評估準則，統(tǒng)籌規(guī)范早期示范項目布局，建立示范項目的持續(xù)支持機制。
（2)選擇優(yōu)先行業(yè)與重點地域開展早期示范。選擇資源條件良好（如煤炭、水、生物質等）、源匯匹配、地方政府態(tài)度積極的地區(qū)（如陜西、內蒙、新疆等地區(qū)），積極有序開展CCUS全鏈條工程示范，建議早期示范項目優(yōu)先采用高濃度排放源與強化石油開采相結合的方式。
（3）針對CCUS早期示范工程，制定CCUS研發(fā)示范項目監(jiān)管條例和行業(yè)規(guī)范，明確研發(fā)示范項目的責任主體和監(jiān)管、審批主體，建立行業(yè)與政府之間的聯(lián)合協(xié)調機制，克服地區(qū)及行業(yè)壁壘等問題，保障涉及多部門的全流程示范項目有序開展。
（4）加大國家對示范項目尤其是集成示范項目的財政支持力度，并配套多方面激勵政策，包括推動示范項目順利開展所需要的財稅貸激勵政策，考慮政策制定的環(huán)境、與現(xiàn)有政策體系的對接、不同政策工具選擇的依據(jù)等，研究可能的公共資金渠道，鼓勵企業(yè)與私人資本投入。
（5）鼓勵新建大型排放源項目進行捕集預留設計（如預留接口及占地等）、有封存利用前景的項目進行預留投資（如防腐措施及占地等），以減少其碳鎖定風險，并延長項目存活年限。
5.3強化CCUS產業(yè)化政策研究
（1）將CCUS納入國家低碳技術范疇。設立CO2利用領域，享受與新能源同等配套政策支持。探索設立CO2利用技術專項扶持資金、納入碳排放交易體系等舉措可行性。進行電力、煤炭、石油、化工等行業(yè)之間、企業(yè)之間的CO2循環(huán)利用機制研究，強化行業(yè)部門聯(lián)合推進CCUS產業(yè)化的政策體系建設。
（2）制定CCUS行業(yè)規(guī)范以及應用評價和標準體系。針對國際標準化組織已啟動制定的CCUS相關標準，結合我國CCUS示范工程的建立，明確不同條件下CO2的歸類以及地下空間利用權和長期責任，研究并制定CO2管道建設與施工標準、封存選址標準、監(jiān)測評價標準等環(huán)境保護、安全保障與監(jiān)管標準及評價體系，為制定CCUS相關法律法規(guī)提供理論和數(shù)據(jù)支撐，為我國技術創(chuàng)新提供保障。
(3）加強產業(yè)鏈協(xié)作機制研究。CCUS項目全產業(yè)鏈涉及多個企業(yè)部門，其中，捕集成本約占CCUS總成本的70%左右，因此需要設計合理的成本、效益和責任分擔機制，將全產業(yè)鏈CCUS產生的社會責任、經濟效益和社會效益在各相關企業(yè)部門間合理分擔和分配，促進全產業(yè)鏈CCUS項目相關企業(yè)部門的有效協(xié)作。
（4）加強CCUS相關知識產權的戰(zhàn)略規(guī)劃和動態(tài)監(jiān)測，以產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟或者學術組織為平臺推進知識產權整合，促進CCUS新技術體系的產業(yè)化。
（5）提高CCUS技術公眾接受度。強化CCUS技術和示范工程的科普宣傳，探索不同利益相關方有效溝通交流機制，提升政府、企業(yè)、公眾對CCUS技術的認同程度。
5.4加強國際合作與技術轉移
（1）積極開展CCUS技術國際合作交流。在進行技術研發(fā)和保護自主知識產權的前提和基礎上，積極開展國際合作，創(chuàng)立CCUS知識體系，通過知識共享縮短研發(fā)周期；研究發(fā)達國家向發(fā)展中國家的資金及技術轉移機制，發(fā)起創(chuàng)建CCUS多邊合作機制，加強技術合作研發(fā)與轉移，推動CCUS技術在中國的發(fā)展。
（2）推動我國CCUS技術與國際市場接軌。研究CCUS進入國際碳市場的方法學，推動CCUS技術進入碳排放權交易市場，提升技術融資能力，支撐我國參與國際交易規(guī)則與技術標準制定；研究我國CCUS技術與國際市場接軌的商業(yè)模式，將優(yōu)勢技術推向國際市場，在全球范圍內拓展其應用空間。