我國(guó)承諾2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，是一場(chǎng)硬仗。據(jù)中國(guó)工程院發(fā)布的《中國(guó)碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略及路徑》預(yù)測(cè)，我國(guó)二氧化碳排放將在2027年前后實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，峰值控制在122億噸左右。這意味著我國(guó)要在短短33年內(nèi)中和掉122噸二氧化碳，碳減排任務(wù)異常艱巨。這也意味著我們需要更高質(zhì)量的碳減排技術(shù)。
在“雙碳”目標(biāo)背景下，碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)的重要性愈發(fā)凸顯。CCUS技術(shù)能夠讓CO2轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品或永久性封存，是應(yīng)對(duì)氣候變化的核心碳減排技術(shù)。中共中央、國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》(中發(fā)[2021]36號(hào))、《2030年碳達(dá)峰行動(dòng)方案》等文件明確指出，CCUS技術(shù)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的重要技術(shù)選擇。
碳捕集、利用與封存(CCUS)
定義：碳捕集、利用與封存(Carbon Capture, Utilization and Storage)是指將CO2從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來，直接加以利用或注入地層以實(shí)現(xiàn)CO2永久減排，或回收利用，以制造有用的材料的過程。
流程：按照技術(shù)環(huán)節(jié)，主要分為CO2捕集、CO2輸送、CO2利用和CO2封存。
CO2捕集是指在電力或鋼鐵、化工、水泥等大型工業(yè)設(shè)備用能過程中將產(chǎn)生的CO2分離和富集的技術(shù)，主要包括燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒三種捕集技術(shù)。
CO2輸送是將捕集的CO2通過管道、船舶等方式運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。
CO2利用是指通過工程技術(shù)手段將捕集的CO2實(shí)現(xiàn)資源化利用的過程，利用方式包括礦物碳化、物理利用、化學(xué)利用和生物利用等。
CO2封存是通過一定技術(shù)手段將捕集的CO2與大氣長(zhǎng)期隔絕的過程，封存方式主要包括地質(zhì)封存和海洋封存。
除了傳統(tǒng)的CCUS，目前還衍生出了生物質(zhì)能結(jié)合碳捕集與封存(BECCS)和直接空氣碳捕集與封存(DACCS)等負(fù)排放技術(shù)。作為實(shí)現(xiàn)碳中和的碳捕集與封存的有效手段，BECCS和DACCS被各個(gè)國(guó)家寄予厚望。
生物能源與碳捕集和封存(BECCS)
定義：生物能源與碳捕集和封存(Bio-Energy with Carbon Capture and Storage)是CCUS中的一類特殊技術(shù)，能將生物質(zhì)燃燒或轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的CO2進(jìn)行捕集、封存。BECCS與傳統(tǒng)CCUS技術(shù)的區(qū)別是可以實(shí)現(xiàn)負(fù)排放。
原理：生物質(zhì)燃燒和化學(xué)合成過程中產(chǎn)生的CO2.被認(rèn)為是植物生長(zhǎng)所封存的CO2釋放出來(此過程屬于“凈零排放”);然后利用碳捕集與封存技術(shù)捕獲釋放出來的CO2.將其進(jìn)一步壓縮和冷卻處理后，用船舶或者是管道輸送，最后被注入合適的地質(zhì)構(gòu)造中永久封存(此過程屬于“負(fù)排放”)。
直接空氣碳捕集和封存(DACCS)
定義：直接空氣碳捕集和封存(Direct Air Carbon Capture and Storage)是為數(shù)不多的能直接從大氣中去除二氧化碳的技術(shù)之一。與其他在發(fā)電或加熱過程中捕集二氧化碳排放的除碳技術(shù)不同，DACCS可以部署在世界上任何有電力供應(yīng)的地方。 原理：DACCS可被描述為一種工業(yè)光合作用。就像植物使用光合作用將陽光和二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖一樣，DACCS系統(tǒng)使用電力通過風(fēng)扇和過濾器從大氣中去除二氧化碳?？諝馔ㄟ^工業(yè)級(jí)風(fēng)扇吸入DACCS系統(tǒng)。DACCS溶液系統(tǒng)使空氣通過化學(xué)溶液，去除其中的二氧化碳并將其余的空氣返回到大氣中。
雖然，各國(guó)都在大力發(fā)展CCUS等碳減排技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有碳減排技術(shù)依然存在缺陷。
01、CCUS
在CO2捕集環(huán)節(jié)，技術(shù)成本高、能源消耗高，還伴隨著過程碳排放。
在CO2利用環(huán)節(jié)，經(jīng)濟(jì)性不高、利用途徑不穩(wěn)定，且缺乏市場(chǎng)。
在CO2封存環(huán)節(jié)，封存容量有限、成本高昂，且二氧化碳具有泄漏的安全風(fēng)險(xiǎn)。
02、BECCS
BECCS必須解決可持續(xù)性方面的問題，例如生物能源資源的供應(yīng)、與糧食生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)、土地的可利用性等。如果采取相比工業(yè)革命前全球升溫控制在2攝氏度以內(nèi)的對(duì)策，預(yù)計(jì)BECCS將需要25~46%的耕地和多年生作物栽培地，就會(huì)產(chǎn)生糧食供應(yīng)不穩(wěn)定、農(nóng)村生活和生物多樣性的安全方面等問題。
03、DACCS
DACCS關(guān)鍵在于開發(fā)出高效回收大氣中CO2(其濃度僅為火力發(fā)電廠廢氣的幾百分之一)的技術(shù)，但目前的情況是這一技術(shù)尚處于研發(fā)階段，“空氣直接捕集”環(huán)節(jié)成本過高;并且CO2再生過程需投入大量能源。目前，這項(xiàng)技術(shù)仍然處于完全商用前的階段，沒有太大的技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
以上這些問題的解決需要學(xué)術(shù)界、企業(yè)和政府的共同努力，從技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)推廣、政策支持等多個(gè)方面入手，加快碳減排技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
中科院院士丁仲禮表示：“‘碳中和’將是一次經(jīng)濟(jì)社會(huì)的大轉(zhuǎn)型，是一場(chǎng)涉及廣泛領(lǐng)域的大變革，誰在技術(shù)上走在前面，誰將在未來國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。”
相信，經(jīng)過改進(jìn)的碳減排技術(shù)能對(duì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)作出新的更大貢獻(xiàn)，零碳未來終將實(shí)現(xiàn)!
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