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（资料来源：碳视界） 碳捕获、使用和储存 (CCUS：Carbon Capture、Utilization 、Storage) 、（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。） 是从发电站或工业过程的废气流中提取温室气体二氧化碳(CO 2 )的过程以及将 CO 2用于其他目的或将其储存起来，从而防止其进入大气并导致气候变化。所有主要的预测和情景都包括在某种程度上达到净零的 CCUS，无论是通过减少残余碳氢化合物使用的排放，还是在“负排放”过程中，如BECCS。 CCUS 有望用于钢铁生产等工业过程的脱碳，也可用于电力部门。 它是如何工作的？ 捕获 CO 2二氧化碳是发电站和工业过程废气流中的众多气体之一。要使用或存储，首先需要将其分开。这可以通过多种方式完成，例如使废气通过溶剂或通过催化剂和其他选择性地与 CO 2结合的物质。 去除碳的一种方法是通过化学吸收。这是当废气通过氨等溶剂时，氨会在化学反应中吸收 CO 2。然后通过用高温蒸汽喷射氨来逆转这种吸收，释放纯化的 CO 2。这种类型的捕获可以改装到现有建筑物上，因此，使其成为迄今为止最流行的 CCUS 技术试验。 另一种去除CO 2 的方法是富氧燃烧，即化石燃料在更纯净的空气混合物中燃烧（例如在发电过程中）——其中仅包含氧气和二氧化碳，同时去除了氮气。在更纯净的空气中燃烧燃料意味着废气中的 CO 2浓度更高，从而更容易捕获和储存燃烧后的废气。 由于不需要溶剂，富氧燃烧比化学吸收稍微简单。执行此过程的装置也相对较小，因此可以通过一些改动对现有工厂进行改造。 CCUS 可用于到 2050 年可能会有残余排放的脱碳行业，例如使用天然气或生物质能的钢铁制造和发电等重工业。但是，CCUS 捕获率不是 100% 有效，因此仍然会有一些残留排放。 如今，全世界每人每年可捕获约 5公斤 CO 2，总量约为 3950 万吨。然而，全球 CO 2 排放量约为 330 亿吨，因此仍然存在显着差距。虽然目前规划的管道将使人均可以捕获的数量增加一倍，但需要更大的规模——大约是目前人均水平的一千倍——以隔离全球人均每年 5 吨（5000 公斤）的碳排放量。 2.运输 CO 2 在使用或储存之前，捕获的 CO 2 必须被运输，通常是通过管道。为此，它被压缩成液态，然后可以通过管道、船舶或公路罐车运输。 在多个排放源之间共享管道等基础设施，创建“产业集群”，正变得越来越有吸引力。集群可以将发电厂和工业的排放合并到一条管道中，从而降低成本并提供使 CCUS 项目可行所需的规模。 3.CO 2使用 捕获的 CO 2可用于制造多种材料。它可以转化为建筑材料，如混凝土（矿化），用于通过聚合制造塑料，作为微藻的原料，转化为生物燃料等。 然而，这些过程可能非常耗能。使用 CO 2的额外成本以及制造新材料时产生的废物会影响 CCU 项目的可行性。 或者，CO 2可直接用于商业过程，例如食品和饮料、园艺和提高石油采收率。在食品和饮料中，CO 2 可用于碳酸饮料、冷冻和冷藏食品以及包装。在园艺方面，它可以添加到温室中以提高在光合作用中使用 CO 2的作物的产量。 然而，如今CO 2的主要用途是提高石油采收率，这是一种增加可从现场提取的最大石油和天然气量的过程。通过将 CO 2注入储层，与其他方式相比，更多的碳氢化合物被挤出。这些燃料的额外收入赋予了用于提取它们的 CO 2的价值；为了与 CO 2 的其他用途竞争，还需要产生经济价值。 4.CO 2储存 在地质、矿物或海洋中储存捕获的 CO 2可防止其进入大气并导致气候变化。 在旧油气田的沉积岩或盐层（多孔岩）中进行地质储存，可以包括重新利用现有的石油和天然气基础设施。欧洲有几个具有显着存储容量潜力的地区，例如西班牙（高达 14 GtCO 2）和挪威（134 GtCO 2）。 关于地质储存的一个经常提到的问题是 CO 2 会随着时间的推移而泄漏。然而，研究发现这不太可能，指出即使每年有50% 的概率发生 0.0008% 的泄漏，如果“管理良好”，超过98% 的储存 CO 2将在地下保留 10,000 多年。因此，地质封存是 迄今为止研究过的最可靠的 CO 2选项。 另一种选择是海洋储存。虽然技术上可行，但将 CO 2注入海洋并让它扩散或将其捕获 在特定位置，将导致形成碳酸，这是海洋酸化的直接原因。因此，它不被视为一种可靠的 CO 2储存手段。 另一种选择是矿物储存，其中 CO 2与富含钙和镁的岩石化学结合，将其固定在特定位置。由于钙和镁稳定且丰富，CO 2不会释放到大气中。然而，该反应在常温下可能很慢，因此需要加热（使用更多能量）以提高速度，否则必须对矿物进行预处理。 全球CCUS 在全球范围内，国际能源署 (IEA) 表示，由于 CCUS“是唯一一组既有助于直接减少关键部门的排放又有助于去除 CO 2以平衡难以避免的排放的技术”，该技术是“ “净”零目标的关键部分。 由于各国不太可能在难以解决的领域不减少的情况下实现其净零目标，因此近年来对 CCUS 的投资猛增。从只有18个大型CCS设施在2018年运行在世界各地（六国），已经有公布的30多家商业设施在过去三年。这些新工厂已部署在各大洲，包括澳大利亚、巴西、加拿大和沙特阿拉伯。然而，在大多数地方，CO 2 项目的调试纯粹是为了提高石油采收率。 综合起来，这些 CCUS 项目已获得 约 270亿美元的投资，并且有可能使全球捕获的 CO 2量翻一番，达到约 80MtCO 2。尽管远低于到本世纪末将全球变暖限制在 1.5°C 所需的世界水平，但这种快速扩大可能会持续到 2050 年及以后，随着技术变得更便宜和更容易，减排水平会增加可用的。 |
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