2. 序 言 1
缩写列表 2
热点问题 3
1 什么是CCUS？ 3
2 为什么CCUS在全球范围内备受重视？ 4
3 中国为什么应该考虑发展CCUS？ 6
4 CCUS在中国发展面临哪些机遇？ 8
5 CCUS在中国发展面临哪些挑战？ 11
6 与其他二氧化碳减排技术相比，CCUS有何优势和劣势？ 15
7 CCS成本如何？与其他减排技术有何差异？ 哪些因素会影响CCS成本动态？ 17
8 中国发展CCUS在哪些方面可以借鉴国外经验？ 21
9 目前我国的CCUS国际合作存在哪些障碍？ 24
10 如何在CCUS项目中促进跨行业合作？ 26
11 企业参与CCUS技术研发和项目建设面临哪些机遇和风险？ 28
12 哪些政府部门正在或将要参与CCUS在中国的发展？各自的出发点是什么？ 30
13 国家是否会出台相关政策推动CCUS在中国的发展？ 31
14 实施碳税政策是否会影响CCUS在中国的发展？ 33
15 被纳入CDM或建立国内碳排放交易市场是否会影响CCS在中国的发展？ 34
16 国家减排目标将如何影响CCUS发展？ 37
17 行业减排方法将如何影响CCS发展？ 38
18 有哪些问题是近期发展CCUS应优先解决的？ 40
附 件 41
1 国内CCUS示范项目列表 41
2 政府和国际组织宣布的CCS支持资金和项目 42
3 一些机构测算的CCS成本 43
4 GCCSI统计的全世界CCS示范项目目录 44
5 美国区域性碳封存联盟与部分国际合作项目 53
6 电力、油气和煤化工企业对CCUS看法异同比较 55
7 中国政府围绕CCUS的相关举措 56
致 谢 57

3. 1 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ ËõдÁ±í 2
气候组织认为需要运用合理的技术组合以应对气候变化的 ACES The American Clean Energy and Security Act，
美国清洁能源和能源安全法案
挑战，其中CCS技术可能是短期之内最为重要的技术之一。但 APP Asia-Pacific Partnership on Clean Development and Climate，
是气候组织同时发现，CCS正面临着比其他减排技术更为严峻 亚太清洁发展与气候变化伙伴计划
BP BP，碧辟公司（旧称英国石油公司）
的技术、政策、资金、合作等各方面的障碍；系统地审视发展
CCS Carbon Capture and Storage，碳捕集与封存
CCS的必要性和可行性等各个问题，其重要性在某种程度上已 CCUS Carbon Capture，Utilization/Use and Storage，碳捕集、利用与封存
超过了单纯对技术、政策、资金和合作等单个问题的研究。 CDM Clean Development Mechanism，清洁发展机制
CEC China Electricity Council，中国电力企业联合会
2010年7月，气候组织发布了《CCS在中国：现状、挑战和 CGSS CO2 Geological Storage Solutions，
澳大利亚二氧化碳地质封存服务公司
机遇》报告，分析了CCS技术在中国的发展现状、面临的挑战 COACH Cooperation Action within CCS China-EU，中欧CCS合作行动
和机遇、利益相关方参与、国际合作和行业间合作等问题。 CAGS China Australia Geological Storage of Carbon Dioxide，
中澳CO2地质封存合作项目
本报告是《CCS在中国：现状、挑战和机遇》报告的延 COP Conference of Parties，缔约方会议
COE Cost of Electricity，发电成本
伸，并将讨论范围从CCS扩展到更符合中国发展实际的CCUS。 CPS Clean Coal Portfolio Standard，清洁煤标准总则
它采用问答的形式，在征询来自政府、企业和研究机构的专家 CSLF Carbon Sequestration Leadership Forum，碳收集领导人论坛
DOE Department of Energy，美国能源部
意见的基础上，结合气候组织的相关研究，试图对在中国开展 EB Executive Board， （CDM）执行理事会
CCUS的理由、CCUS在中国发展的挑战和机遇、与其他减排技 EC European Commission，欧盟委员会
ECBM Enhanced Coal Bed Methane，提高煤层气采收率
术的比较、成本现状和发展趋势、国际合作和跨行业合作，以
EERC The Energy & Environmental Research Center，能源与环境研究中心
及相关政策对CCUS的影响等共18个最受关注的热点问题展开 EGR Enhanced Gas Recovery，提高天然气采收率
讨论。 EIA Energy Information Administration，美国能源信息管理局
EOR Enhanced Oil Recovery，提高石油采收率
希望本报告能够为政府决策者、企业管理者和其他关注 EPHC Environment Protection and Heritage Council，
澳大利亚环保与遗产协会
CCUS技术和市场发展的读者提供相关信息，进一步推进交流和 EPRI Electric Power Research Institute，电力研究所
讨论。 EU ETS European Union Emission Trade System，欧盟排放权交易体系
GCCSI Global CCS Institute，全球CCS研究所
由于水平和时间的限制，我们深知报告尚有许多不足，烦 GDP Gross Domestic Product，国内生产总值
HFC Hydrofluorocarbon，氢氟碳化合物
请各位读者不吝指正。 IEA International Energy Agency，国际能源署
IGCC Integrated Gasification Combined Cycle，
顺祝商祺！ 整体煤气化联合循环发电系统
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change，
政府间气候变化专门委员会
LSIPs Large Scale Integrated Projects，大规模综合性示范项目
LNG Liquefied Natural Gas， 液化天然气
NDRC National Development and Reform Committee，国家发改委
NGO Non-Governmental Organization，非政府组织
NZEC UK-China Near Zero Emissions Coal project，
中英煤炭利用近零排放合作项目
PC Pulverized Coal，粉煤发电系统
PPM Part Per Million，百万分之
UCG Underground Coal Gasification，地下煤气化技术
UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change，
联合国气候变化框架公约
USGS U.S. Geological Survey，美国地质调查局
ZEP Zero Emission Platform，零排放平台
吴昌华 注： 气候组织认为CO 2 利用已经成为CCS技术中不可分割的环节，故本报告中将主要
使用“CCUS”的表述， 仅在引述已出台的政策、法规 和已公开的信息时以及其
气候组织大中华区总裁 他必要的章节使用 “CCS”的表述。

4. 3 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ 4
● 2009年，碳收集领导人论坛（CSLF），伦敦
1.
科技部万钢部长表示在CCS的技术开发工作中，应该“尤其关
CCUS£¿ 注CO2资源化利用的新方法、新技术的合作研究和开发”10。
● 2009年，节能减排与应对全球气候变化高层论坛，北京
CCS是一种用于减缓气候变化、减少CO2排放的技术，其雏形是20世纪
70年代在美国兴起的用CO2驱油以提高石油采收率的技术1。 国家发改委副主任解振华强调，应该“大力加强技术创新和机
制创新，加强清洁煤技术、核能技术、建筑节能、新能源汽车以及
IPCC和Bellona基金会2 等国际机构和英国、澳大利亚、美国等国政府都
碳捕获、利用和储存等技术的自主研发和推广”11。
已从各自的角度提出了CCS的定义（表1） 。
中国科学院院士倪维斗、中国工程院院士费维扬等专家学者也
在不同场合多次提到中国要走符合中国国情的碳捕集、利用与封存
路线。
机 构 定 义
CCS技术是指将CO2从工业或相关能源产业的排放源中分离出来，输送
IPCC
并封存在地质构造中，长期与大气隔绝的一个过程3。
2. CCUSÓÊØÖÜ¿¸£±Úħζ·òÇ«ÈÚÔ
1
气候组织，《CCS在中国-现状、 挑战和机
CCS技术是一种温室气体减排选择，集合了CO2的捕集、运输和长期封
遇》 气候组织，
。 北京，2010， 9。
p.
存等三个不同环节，包括对使用化石燃料（燃烧前/燃烧后）产生的CO2
GCCSI4
2
Bellona基金会：成立于1986年的国际环 进行捕集，然后将其长期封存在枯竭的天然气田、深层盐水层和无法开
境非政府组织， 总部位于挪威奥斯陆， 在布 采的煤层，从而使大型工业排放源和燃煤电厂的CO2排放降低85%5。
鲁塞尔、 华盛顿、圣彼得堡和摩尔曼斯克设
2009年12月，在UNFCCC第15次缔约方会议（COP15）上，
有办公室， 主要关注能效提高、 可再生能源、 将全球温度升高控制在2℃之内的目标写入了《哥本哈根协定》
CCS、 交通减排、 有毒废物处理等方面的技 CCS是从大型点排放源捕集CO2，并将其运输至安全的地下封存地点，
术和解决方案。 Bellona基金会
然后进行长期安全封存的过程6。
（Copenhagen Accord）。这意味着需要将大气层中的温室气体浓度控
制在450ppm CO2当量左右12。IEA根据450ppm情景预测，全球与能源相
3
IPCC， 气候变化2007综合报告，政府间气
候变化专门委员会第四次评估报告第一、 第 CCS技术是将CO2从化石燃料电厂或工业设施中捕集，通过管道运输， 关的CO2年排放量需要在2020年前达到峰值，并且2020年的排放水平应
二和第三工作组的报告。IPCC， 瑞士，日内 英国能源与气
然后安全封存在离岸的地质构造中，例如已开发的油气田和深层盐水
瓦， 2008， 5。
p. 候变化部 比基线情景（即政府对CO2排放不做除现有政策外的额外干预的情景）低
层。使用CCS技术能够捕集化石燃料电厂排放的90%以上的CO27。
38亿吨，到2030年应低138亿吨13。
4
GCCSI：是一家在2008年9月由澳大利亚
政府宣布组建， 并于2009年4月正式成立的 CCS是将CO2从排放烟气中分离并压缩，然后运输到一个注入地点将其
一家非营利机构。 在成立之初， 澳大利亚政 美国能源部 在国际气候谈判所设立的减排愿景基础上，世界上许多国家也提
永久封存在地底的过程8。
府承诺向其提供为期4年、 每年1亿澳元的资 出了各自的减排目标。如欧盟计划在2050年之前将总体温室气体排放
金支持。 GCCSI致力于通过知识分享和项目
支持等途径促进CCS项目在全球范围内的 在1990年水平上减少80%-95%，并将努力实现2030年减排40%的阶
开展。
虽然不同机构的具体描述不同，但是大型点源排放的CO 2 分离、 段性目标 14。中国计划到2020年将单位GDP的CO2排放在2005年水平上
5
GCCSI, Australia, viewed on Jan. 15, 运输和地质封存，尤其是长期、安全的地质封存均被认为是CCS的关 减少40%-45%，在最新的“十二五”规划中，中国明确了未来五年碳 科学技术部社会发展科技司、
10
中国21世纪
2011. < http://www.globalccsinstitute.com/ 议程管理中心， 《碳捕集、 利用与封存技术在
ccs/what-is-ccs>。 键要素。 排放强度将下降16%-17%的减排目标。这些减排目标都将通过落实到具 中国》 北京，
， 2010， 1-22。
p.
体的行业和技术来实现。没有一个单一的技术能够解决气候变化问题，
中国则结合本国实际提出了CCUS的概念，即在CCS原有的3个环节 人民网， 北京，
6 11
Bellona Foundation, Norway, viewed on 2009年11月12日， 2011年
Jan. 15, 2011. < http://bellona.org/ccs/ 在一些对化石燃料依赖度高的国家中，如英国、美国、澳大利亚和中国 1月15日浏览， http://politics.people.com.
<
Tema/introductionToCcs>. 的基础上增加了CO2利用的环节，主要的方式包括EOR、ECBM、食品级 cn/GB/1027/10369445.html>。
等，CCUS因而成为热议的话题。
7
Depar tment of Energy and Climate
CO2精制以及其他工业利用方式。目前CCUS的概念已经在世界范围内被 12
B. Metz, O.R. Davidson, P.R. Bosch, R.
Change, UK, viewed on Jan. 15, 2011. < 广泛接受，CO2的利用也引起了政府相关主管部门的重视。 CCUS的支持者认为CCUS具有诸多优势，如巨大的减排潜力、与化 Dave, L.A. Meyer (eds), Climate Change
http://www.decc.gov.uk/en/content/cms/ 20 07: Mitigation of Climate Change,
what_we_do/uk_supply/energy_mix/ccs/
石能源系统具有良好的结合度、能有效配合可再生能源的发展、长期减 Cambridge University Press: Cambridge,
what_is/what_is.aspx>. 排成本低廉等。同时，人们还逐渐认识到CO2也是一种宝贵的资源，应当 UK, 2007.
8
U.S. DOE, Washington DC, updated on
● 2010年7月，清洁能源部长级会议， 华盛顿 善加利用。 13
IEA, World Energy Outlook 2009, Paris:
Feb. 9 2011, viewed on Apr. 2, 2011. France, 2009.
< http://www.decc.gov.uk/en/content/cms/ 与会的各国部长们共同宣布成立“碳捕集、利用与封存工作 ● 减排潜力巨大 14
what_we_do/uk_supply/energy_mix/ccs/ European Commission, A Roadmap
what_is/what_is.aspx>.
组”（Carbon Capture Use and Storage Action Group），由英国 for moving to a competitive low
和澳大利亚牵头，加拿大、中国、法国、德国、日本、韩国、墨西 IEA预测在可行情景（ACT Map Scenario，50美元/吨减排激励，2050年 c ar b o n e c o no my in 2 0 5 0. Eur o p ean
9
U.S. DOE, Fact Sheet: Carbon Capture Commission,2011, Brussel.
Use and Storgae Action Group. DOE, 哥、挪威、南非、阿联酋、美国等国参与，旨在克服在世界范围内 年排放量稳定在2005年水平）和理想情景 （BLUE Map Scenario， 200美元/
吨减排激励，2050年年排放量稳定在2005年水平的一半）下，CCS的减排
15
Jul. 20, 2010, viewed on Jan. 15, 2011. < IEA/OECD, CO2 Capture and Storage:
开展CCUS遇到的关键障碍9。
http://www.energy.gov/news/documents/ A key carbon abatement option. IE A /
CCUS-Fact-Sheet.pdf>. 贡献度将分别占到总减排量的14%和19%15，是减排潜力最大的单个技术。 OECD, Paris, 2008.

5. 5 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ 6
● 与化石燃料系统具有良好的结合度 题、CO2利用市场容量未知等多方面的挑战，CCUS广受争议。强烈反对
与强烈支持并存的局面在某种程度上使得CCUS受到更多的关注。问题4
CCUS是目前已知的，能大幅度快速降低化石燃料电厂碳排放的技术。 和问题5将对发展CCUS的挑战和机遇做更详细的论述。
全球80%以上的能源来自石油、天然气和煤等化石燃料，虽然依靠提高能效
和增加可再生能源所占份额也是重要的减排手段，但是这些都无法解决化石
燃料系统碳排放的“存量”问题。CCUS为煤的清洁利用提供了机遇，将在
3.
煤电、煤化工等领域的减排中扮演重要角色。从这个角度看，CCUS具有特
殊的意义。 CCUS £¿
在解决气候变化问题和主要一次能源日益稀缺的双重挑战下，煤的清洁
除上面已经谈到的CCUS受到重视的原因外，在中国发展CCUS具有
利用对全世界能源供给和能源安全具有战略意义。这也是中国、美国、澳大
特别意义，包括有助于我国大幅消减燃煤发电领域的碳排放、推动相关
利亚等煤炭资源丰富的国家关注CCUS的重要原因之一。
学科发展和技术创新、增加技术储备和提高国际市场竞争力等。
● CCUS在工业中的潜在减排贡献不容忽视
● 对燃煤电厂减排的重要意义
由于工业CO2排放与工艺流程的紧密联系，以及不少工业尾气中高浓
为了应对全球气候变化、履行国际社会责任，并实现经济的低碳、
度的CO2含量，使得CCUS技术有可能成为提高能效等手段之外大幅降低
可持续发展，中国设定了到2020年单位GDP的CO2排放比2005年水平下
工业CO2排放的一项关键选择16。
降40%-45%和“十二五”期间碳强度降低16%-17%的减排目标，并制定
● 填补能效技术和发展可再生能源减排潜力的不足，并为其 和实施了一系列节能减排方案。尽管如此，各类研究依然表明中国正在
发展赢得时间 并将继续消耗更多的化石能源：
（1）2009年，中国成为世界上最大的能源消耗国，消费了全世界
受技术水平和资源储量的限制，无论是提高能效还是发展可再生能
20%的一次能源，47%的煤炭和10%的石油19。
源，其减排潜力在一段时间后都将被开发殆尽。另有专家称，为了实现
2℃温升控制目标，考虑到大气惰性，意味着不仅需要到2020年实现全球 （2）长期以来，我国的电源结构以煤为主，煤电比例一直高居70%
减排20%、2050年全球减排50%的目标，这还意味着到2075年全球要实 以上 20。即使中国在2030年达成了在提高能效、可再生能源等方面的目
现零排放，甚至是负碳排放。在这样的情景下，CCUS将成为一种不可或 标，依然有超过50%的能源生产需要依赖煤21。
缺的减排技术17。
（3）根据IEA的估算，如果不采取有效的减排措施，到2030年中国
● 长期减排成本低廉 的能源消耗和CO2排放将在2006年的水平上翻一番，占到全世界能源消
耗的23%和CO2排放量的29%22。
按目前的技术水平，CCUS与能效技术和可再生能源技术相比，不具
在主要的一次能源中，煤的CO 2排放系数要高于石油和天然气，三
备成本优势，但是从长期看，CCUS的减排成本可能低于预期。如IEA在
者排放系数比大约是1：0.8：0.6。中国以煤为主的资源禀赋和能源消费的
综合了各类减排技术的长期减排成本后认为，如果在不采用CCUS技术的
增长趋势给实现经济低碳转型和国家减排目标带来了挑战。在这样的情
情况下实现温度控制目标，那么到2050年总减排成本将比使用CCUS技
景下，对燃煤电厂减排具有巨大潜力优势的CCUS技术对实现中国的减
术的情况增加70%18。
排目标非常重要。
● 推动学科发展和技术创新
● 带动基础研究、催生技术创新和应用
支持CCUS的研发和示范，有可能带动地质学、材料学、岩石力学、
CCUS是一种新兴的前沿技术，目前还处于研发和示范阶段，但是 19
BP, BP Statistical Review of World
地球物理等学科的发展，并可能促进传统技术（EOR、气体分离等）的 Energy. BP, 2010.
就CCUS捕集、运输和封存三大环节分别应用的不少技术都源自一些已
创新，催生新的技术突破。 20
中国电力企业联合 会，北京，2009年6月
成熟的技术，如电厂碳捕集技术源自化学工业的气体吸收和分离技术、
17日， 浏览于2011年1月15日， http://www.cec.
<
● CO2的资源化利用 膜分离技术等；封存技术源自石油工业的EOR技术、油藏勘探技术、油 org.cn/zhengcefagui/2010-11-27/12363.
16
UNIDO, Carbon Capture and Storage in html >。
Industrial Applications. UNIDO, Vienna, 田钻井和注入技术、油藏监测技术等。CO 2的利用也将带动技术改良和
2010. CO2在被捕集后能被广泛应用于其他行业相比，如石油开采、机械加 创新。
21
H. Liu and K . Gallagher, ‘Driving
Carbon Capture and Storage Forward in
姜克隽，
17
发改委能源研究所，会议交流，3
工、化工、消防、食品加工和生物养殖等行业。如EOR技术可提高石油 China’ Energy Procedia, volume 1, issue
.
月15日，2011。 资源的利用率，增加国家的能源供给，并提高企业收益。 但是当要将这些技术应用于不同的工业系统，如从化学工业到电力 1, 2009, p. 3877-3884.
18
工业，或是通过不同的介质，如从水蒸汽驱油到CO 2驱油时，已有的成 22
IEA, Energy Technology Perspectives I E A , Wor l d Energy O ut l o ok 20 0 9.
2008. IEA, Paris, 2008.
但是，由于存在安全隐患、成本高昂、能耗大、多环节存在技术难 熟技术需要经过或多或少的改进——这一过程有可能促成技术进步和基 IEA,Paris, 2009.

6. 7 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ ËõдÁ±í 8
4.CCUSöÓú»©¿Ð£Ä ÙÁæùբ·ú ÐÖÚÔ
础理论研究的发展。
例如，对被封存的CO2的地下迁移进行监控是确保CO2封存长期安全
的关键因素，但是目前此方面的技术尚不成熟，如果能通过开展CCUS项
无论是技术研发、项目建设、资金筹措，还是能力建设和市场开
目，展开对CO2在注入后与储层流体、岩石等相互作用的方式、地下迁移
拓，CCUS在中国发展机遇众多：
监测规律等问题的实证研究，那么将可能促进地层物质迁移监测、地球
物理学成像和处理等技术的整体进步。 ● 技术研发和工程建设
● 为潜在的市场竞争做好技术储备，把握商业机会 （1）CCUS在捕集、运输和封存各环节所使用的技术可借鉴传统行
业已有技术的研发和应用经验，如化学工业的捕集技术、石油开采中的
市场因需求而产生。世界对各种减排技术的需求将受到气候变化政
提高采收率技术。这在一定程度上减少了前期研发投入，也吸引了企业
策环境的影响。除开应对气候变化进程完全停滞的最悲观情况，在下列
的积极参与。事实上，已有一些领先的电力、化工、石油天然气企业和
不同的政策环境中CCUS都存在被商业推广的机会。
设备、服务提供商将CCUS看作带动自身产业发展的良机。
（2）我国已经开展了一些CCUS示范项目，积累了一定的技术经济
数据和工程经验。根据科技部社会发展科技司和中国21世纪议程管理中
情景 I 心的统计，目前国内的CCUS示范项目主要由大型企业实施，如华能、神
通过国际气候变化谈判形成有法律约 华、中电投、中石化和中石油等。在这些项目中，已投运或阶段性完成
束效力的全球减排协议，世界上主要的
的占到50%，其余的处于筹建或建设阶段。电厂CCUS示范项目的捕集方
经济体都设立积极的减排目标。
法以燃烧后捕集为主（80%），只有华能绿色煤电天津IGCC电厂示范工
程项目拟采用IGCC配合燃烧前捕集技术。石油企业开展的3个CCUS示范
影响 I
项目中，有2个项目的CO2来自油田天然气分离，1个项目的CO2来自电厂
可能促使全球化 CCUS 技术市场的形成。
捕集。每年捕集或者封存CO2100万吨及以上的项目有3项，10万吨级的
项目有4项。目前所有已投运的CCUS示范项目，其捕集的CO2主要以各
种形式再利用或是用以提高石油采收率，仅有神华鄂尔多斯项目正在进
情景 II 情景 III 行CO2的地质注入工作。在筹建或在建的7个CCUS示范项目中，有3个项
目计划开展地质封存，占项目总数的21%。国内14个CCUS示范项目列
一些国家或地区（不包括 一些国家或地区（包括中
中国）设定了积极的自愿 国）设定了积极的自愿减 表参见附件123。
减排目标。 排目标。
影响 II 影响 III 电厂CCUS项目的捕集方法 CCUS示范项目捕集/封存 CO2的规模
中国可能在区域性的 CCUS 中国可能在区域性的 CCUS
技术市场中进行单边技术 技术市场中开展多边技术
出口和服务。 贸易和合作。
在以上三种情景中，CCUS都有可能被作为重要的减排技术加以推
广，而由于中国对煤炭的高度依赖性，在各情景中都将成为主要的CCUS
技术应用国。因此，加强研发和示范、掌握CCUS的核心技术、提升装
备制造水平、积累工程经验和数据，培养科研和技术力量，培育产业发
展，将有助于中国在潜在的CCUS市场竞争中更加主动，避免在技术上受
制于人，甚至实现技术的输出，创造新的商业机会。

7. 9 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ 10
● 成本优势
石油企业开展CCUS项目的CO2来源 筹建/在建CCUS项目CO2的处置方式
（1）我国现阶段相对低廉的人力和原材料价格降低了CCUS技术研
发、设备制造和设施建设的成本，这在一定程度上有利于我国发展和完
善CCUS技术。
（2）中国拥有巨大的潜在CCUS应用市场。2009年底，全国火
电装机容量6.51亿千瓦（其中煤电5.99亿千瓦） ，占全部装机容量的
74.49% 27。CCUS有望通过大规模应用积累经济技术数据和工程经验，
从而大幅减低成本。根据麦肯锡和EIA的估算，在经过初期的示范阶段之
后，CCUS产能规模每翻一番，成本有望下降10%-20%28，29。
● 产业发展的新机遇
（1）利用CO 2 提高石油采收率能提高我国石油自给能力，而废弃
的油气田又可被开发成为CO 2 的封存场所，为石油工业提供了新的发
展契机。
（2）我国缺油、少气、多煤。煤将在很长一段时间内作为我国主要
的一次能源来源。CCUS在煤基工业（燃煤发电、煤化工等）的减排中具
有巨大潜力，将为煤基工业的清洁化发展带来机遇。
（3）在科教兴国作为国家战略的背景下，CCUS作为一种新兴的前
（3）CO 2能够被作为资源广泛用于各个领域。除了食品工业、化学
沿技术，其在促进技术研发和示范、加强跨部门合作和国际合作、推动
工业、消防和农业等应用途径之外，二氧化碳基聚合物的应用是未来发
相关学科发展方面的潜力得到了国家的重视。我国已拥有从事CCUS相
展的方向之一。
关基础研究和技术示范的研究机构和研究队伍，具备推动CCUS产业发
展的能力。据估计截至2010年底科技部提供了约3亿5千万人民币的科研
经费，如通过863计划支持了2个IGCC煤液化项目、3个IGCC示范电厂 美国的Novomer公司获得了美国能源部1840万美元的支持，
和1个用于IGCC电厂的汽轮机示范项目的研发和建设 24。2011年初，多 实施CO2制塑料生产线的商业化。
个与CCUS相关的“十二五”国家科技支撑计划项目通过了专家论证，
日本正在研究将CO2用于合成塑料和药物。
包括“30万吨煤制油工程高浓度CO 2捕集与地质封存技术开发与示范”
项目、“35MWth富氧燃烧碳捕获关键技术、装备研发及工程示范”项目 德国政府计划投入450多万欧元，资助拜耳材料科学公司研发
和“高炉炼铁CO2减排与利用关键技术开发”项目等。 基于CO2原料的聚氨酯生产方法。
在中国，江苏中科金龙化工股份有限公司2007年就形成了2.2
● 国际合作
万吨/年的二氧化碳树脂生产能力，并开发了该产品在涂料、保温材
（1）气候变化国际谈判的深化和国际合作的广泛开展为CCUS技术 料、薄膜等多个领域的应用。该公司计划在2015年实现10万吨/年
科学技术部社会发展科技司、
23
中国21世纪 的跨国合作研发、转移和共享，以及相关市场机制的建立提供了渠道。 的二氧化碳树脂产能30。
议程管理中心， 《碳捕集、利用与封存技术在 27
中国电力企业联合会， 北京，2010年7月
中国》 北京，
， 2010。 16日， 浏览于2011年1月15日。 <http://www.
（2）许多国家提供了丰厚的资金支持CCUS在世界范围内的研发示 cec.org.cn/xinxifabu/2010-11-28/33022.
24
C. Hart and H. Liu, ‘Advancing carbon 范，众多国际知名企业和研究机构也异常活跃，中国可以通过充分参与 html>。
c apture and sequestration in China:
28
a g l o ba l l e a r ni n g l ab o r ato r y '. C hi na 国际合作，利用相关资源推进本国的CCUS技术研发、工程示范和能力建 Mckinsey Climate Change initiative,
Environment Series No. 11, issue 11, Carbon Capture & Storage: Assessing
2010, p. 99-121. 设。根据GCCSI的统计，从2005年到2010年4月，世界范围内由政府和 the Economics. McKinsey&Company, UK,
25
国际组织承诺的支持CCUS大规模项目的资金超过了260亿美元25。据不 2008.
GCCSI, The Status of CCS Projects
Interim Report 2010. GCCSI, Australia, 完全统计，我国开展和参与的国际CCUS合作项目已经超过20个。目前 29
Vello A . Kuuskraa, A ., Program to
2010. Ac c e l e r ate t he D eve l o p m ent of C O 2
支持中国CCUS项目的国际援助主要来自欧盟、英国、亚洲发展银行、世 Capture and Storage (CCUS): Rationale,
26
UNFCCC, Desicion-/CMP.6 Carbon 界银行和GCCSI。国际上用于支持CCUS发展的资金统计请参见附件2。 Objectives, and Costs. Pew Center, 2007.
dioxide capture and storage in geological
formations as clean development 30
慧聪化工网， 北京，2011年2月18日，
mechanism project activities. UNFCCC,
另外，UNFCCC已决定有条件的将地质封存的CCUS作为CDM项目 浏 览 于 2 0 11 年 3 月1日，< h t t p : / / w w w .
2010. 的一种类型，CCUS纳入CDM体系被正式提上了议程26。 c h e m h e l l o.c o m /c o n s u l t / h t m l /13 970 .
html>。

8. 11 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ 12
5. CCUS£¿½ÕôÌ©ÐÄ ÙÁæùբ·ú¹ÐÖÚÔ 法等，并进行环境影响风险评价。上述机制的合理性、可行性和环境
影响评价的结果应被列为CCUS项目申请的前提条件或项目核准和颁
发的考虑因素。
某种程度上讲，CCUS技术在中国发展将面临比其他国家更复杂的
局面，安全隐患、高能耗、高成本、源汇匹配、封存潜力评估、跨行业 ② 在工程实施过程中，针对各个环节建立完善的监督、检查和监
合作、融资机制和公众参与等问题都是挑战。其中很多挑战的实质源于 测机制，制定统一的质量/安全控制标准，配套严格的工程验收、审查
技术的不确定和不完善，因而技术突破成为整体上推进CCUS发展的关 制度和规范，保证工程实施的质量和安全，并密切关注CO 2 在捕集/储
键。另外，方法学、标准、法律法规的建立和完善等也是预防或解决上 存设施、运输管道/交通工具以及封存地址的迁移动态，在第一时间检
述很多问题的必要条件，这需要政府部门的积极引导，以及企业、行业 测到CO 2泄露并采取应对措施。
协会、学术机构、NGO和公众的积极参与。 ③ 明确规定CCUS项目关闭的条件，关闭后运营商的责任（后期
● 安全隐患 监测），运营商将封存场地移交给相关主管机构的条件和程序，场地关
闭后或移交完成后发生泄漏的处理方案和负责机制。
CO 2 是一种无色无味的微毒气体，在自然状态下是无害的。但是
④ 制订清晰明确的应急预案，详细规定预警、警报、报告、撤离、
CCUS技术处理的是高浓度和高压下的液态CO2，一旦在运输、注入和封
疏散、控制和补救措施的流程和方式，并加强对CCUS项目参与人员的安
存过程的任何环节发生泄漏，就可能会危及现场操作人员的人身安全，
甚至会对泄漏地附近的居民和生态系统造成不良影响。其他技术应用的 全培训和事故模拟演习。
经验表明，如果采取恰当的风险评估方法、监测技术和管理体系将有助 ⑤ 与CCUS工程实施地附近的公众进行充分沟通，普及CCUS相关
于降低风险，但是CCUS的相关技术和管理体系尚不完善，这在某种程度 基础知识，公示CCUS安全指南和应急预案，在有必要的情况下应设置危
上加重了对CCUS安全性的担心。 险标识或设立禁入区域。
（1）监测技术要求高 虽然现在还不明确CCUS是否会在中国大规模推广使用，但是从安全
在捕集和运输环节，CCUS的安全控制可以借鉴传统工业处置CO2和 风险防范的角度来看，即使是对示范项目，在项目开展之前，就应该本
天然气的经验。为了保证CO2的永久安全封存，并在可能的泄露发生之前 着预防为主的原则，建立风险评估体系、泄漏监测体系、应急预案等管
采取必要的应急措施，需要开展精准可靠的泄露监测、羽流监测以及储 理体系。
存体积计算等工作，弄清CO2流在储层中的形状、迁移动态、与储层流体
● 高耗能
的相互作用以及注入时产生的岩石力学形变等。
节能技术能降低能源消耗，可再生能源能提供新的能源供给，而
实施CO 2封存监测需要综合采用一系列技术，包括储层深度的地球
物理学监测和模拟；追踪仪、土壤气和地下水监测；储层压力和温度监 CCUS可能导致更多的能源消耗。问题集中在捕集环节，在现代化燃煤电
测；近井筒和远场条件的流体和岩石力学模拟等 31。然而储层系统的复 厂中，将所排放CO2的80%捕集，并压缩到可输送的压力，将使电厂的能
杂性给关键参数的测量、CO 2-水-岩石互动模拟、地球物理学模拟模型 耗增加24%-40%32。因此，CCUS技术实际上是通过消耗额外的能源换取
验证等带来了极大的难度和不确定性，同时不同类型的储层（油田、天 碳排放的降低，如果技术进步依然无法大幅度降低CCUS的能耗水平，那
然气田、咸水层、煤矿）对监测技术应用的影响还有待进一步明确。可 么政府在考虑CCUS产业规模的时候应该结合中国能源系统特点，从全生
见，CO2封存监测依然面临着一些关键性技术的挑战，必须通过更深入的 命周期的角度综合评估CCUS的减排功效，并在能源供给和减排的双重战
基础研究和技术突破才能保证长期监测的精确性和可靠性。 略目标之间做出权衡。
另一方面，虽然封存监测技术能够帮助作业人员设计注入参数、管 ● 高成本
理储层压力并降低原始储层封闭层内张开裂缝的风险，但是无法完全杜
高昂的捕集成本是阻碍CCUS广泛应用的又一重要原因。在目前的技
绝泄露的发生。尤其是一些极端事件（如地震）可能导致的CO2泄露进一
术水平下，不论是IGCC电厂配合燃烧前捕集技术，还是普通热电厂的燃
步增加了对封存长期安全问题的顾虑。
烧后捕集技术，引入CO2捕集环节都将造成大量的额外资本投入和运行维 绿色煤电有限公司，
32
《挑战全球气候变化—
（2）安全管理体系暂时缺失 护成本，从而使总体发电成本增加。 二氧化碳捕集与封存》 水利水电出版社，
， 北
京，2008。
除了监测技术上面临的挑战，CCUS项目安全管理体系的缺失也是我 西安热工院对北京热电厂捕集试验项目的研究表明，该电厂再生塔 33
Bin Huang, Shisen Xu, et al.,
国亟待解决的问题。CCUS项目安全管理体系应主要考虑以下几个方面： 和吸收塔的成本分别占到设备总投资的29.3%和23.1%，CO2捕集的消耗 ' Industrial test and techno - economic
31
‘
C o l i n S a y e r s & To m W i l s o n , A n analysis of CO 2 c apture in Huaneng
introduction to this special section CO 2 ① CCUS项目必须明确项目实施边界、安全事故和长期安全责任 成本（Consumptive Cost）是170 元/吨（捕集效率80%-85%，CO2产品 B e i j i n g c o a l - f i r e d p o w e r s t a t i o n',
sequestration’ The Leading Edge, v. 29
. Applied Energy, Volume 87, Issue11,
no. 2, 2010, p. 148-149. 机制、监测网络设计和方法、事故应急预案、风险分担机制和赔偿办 纯度99.7%），CO2减排使COE上升0.16元/（kW.h）33。 November 2010, p. 33 47-335 4.

9. 13 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ 14
由亚洲开发银行支持的对华能绿色煤电天津400MW IGCC电厂的 到方法学和技术方面的挑战和不确定性，我国的封存潜力评估工作还有
模拟研究显示，建设捕集效率60%的捕集设施，额外资本投入是6500万 很长的路要走。
美元 34。
● 源汇匹配
清华大学核能与新能源技术研究院的模拟研究显示，普通燃煤热电
厂使用MEA/MDEA吸收剂进行燃烧后捕集，将使投资成本上升80%， 我国潜在封存地址和能源消费中心的分布给源汇匹配、运输路径规
发电成本上升20%，供电成本上升40%-50%。CO2捕集成本为147-171 划和运输方式选择带来了挑战，可能导致较高的运输成本，并带来环境
元/吨，CO2减排成本为181-233元/吨35。 和公共安全风险。我国能源资源和潜在陆上封存场所主要分布在西部地
区，而东部地区是能源消费的中心，也同时承担着相当份额的能源和工
不仅如此，为确保地质封存的安全性所要求的长期监测、事故应急
业生产。如果将在东部地区捕集的CO2运到西部地区的封存地点，运输成
响应和可能的赔付等也会加重CCUS的成本负担。
本可想而知。但随着超高压输电技术的发展和厂网建设的重新布局，有
● 封存潜力评估 可能实现在资源产地的能源生产、捕集和封存，降低运输成本及影响。
在大规模实施CCUS之前，我国应该尽快完成准确的封存潜力评估 ● CO2资源化利用规模未知
工作。封存潜力的总体大小直接决定了CCUS可能实现的CO 2减排量，
CO 2 的资源利用将在CCUS的发展过程中发挥重要作用。尤其在
各种类型的封存储层潜力的比较关系（陆地/离岸，油气田/咸水层/煤
CCUS研发和示范阶段，以及商业化进程的初期，CO2的资源化利用不仅
矿）也将影响封存技术的研发方向和封存成本的总体估量，而潜在封存
有助于平抑CCUS成本，也可能推动其他产业发展。另外，如果封存环节
地址的地理分布也是进行源汇匹配、运输路径规划和运输方式选择不可
的技术、安全性等问题在短期内无法解决，资源化利用很可能在较长一
或缺的信息。
段时间内成为CO2捕集之后主要的处置方式。因此，CO2资源化利用规模
对于已开采的油气田而言，其积累的储层信息能够作为封存潜力评 将直接影响企业发展CCUS的动力以及CCUS产业的规划和布局。然而我
估的参考，但是就其是否适合CO2的长期封存以及能够封存多少CO2等问 国目前还没有系统的调查和估算过CO2资源化利用的总体市场规模。
题，还需要进行具体的研究。虽然咸水层封存被普遍认为将成为主要的
● 跨部门合作
封存形式，但是咸水层的储层信息大多是未知的，需要进行探索性的测
量和调查。总体而言，由于CO2封存涉及政府宏观规划布局、源汇匹配、 有效的合作需以合作方共同的利益为基础，但由于不同行业对CCUS
公共安全和环境风险等综合性问题，封存潜力评估需要涵盖从国家到区 的需求差异和不同的博弈能力，增加了跨行业合作的难度，这在中国尤
域再到封存地址的递进式筛查，是一项复杂的系统工程。 其明显。以电力行业和石油行业为例，如果油气开采和精炼过程中产生
另外，封存潜力评 估也面临着 一些关 键 的技 术 挑 战， 如区域 尺 比 的CO2能满足油气企业的使用需求，那么油气企业采购来自电厂的CO2的
度的封存潜力估算 和封存地 址的封存 容积精算。 目前的一些主要问题 可能性甚微。但是，随着国际油价上涨，石油企业有扩大产能的需求，
包括， 盐水层封存潜力评估的方法， 2迁移通 道被残留原油占据的体
CO 那么就可能采取EOR技术提高石油产量。随着EOR项目规模的扩大，油
积， 2从容易渗透的通道迁移对可用封存体积的影响等。
CO 与注入后CO2 田将产生外购CO2的需求，如果同时随着CO2捕集技术的发展，电厂捕集
的长期监测一样， 这需要通过应用地质学、 地球物理学、 岩石力学等的测量 成本能够降低，那么石油企业接收来自发电厂的CO2的可能性将变大，使
方法获得关键的储层信息， 建立模拟模型进行测算。 近年来业内主要的机构 CO2和石油两种资源得到更加充分的利用。
发表了一些估算盐水层封存潜力的方法，包括DOE （2006） CSLF
， （2007）， ● 融资机制
CO2CRC（2008） USGS
， （2003/2006），USGS
（2009） IEA/EERC
， （2009），
CGSS（2010） 其中DOE方法和CSLF方法被作为其他一些方法制订的
等。 高昂的研发和示范成本需要多元化的资金来源。目前国际上的CCUS
34 参考， 然而他们在对盐水层封存机制的一些假设上有根本分歧。 如CSLF认 技术研发和项目示范的资金主要来源于政府公有资金投入，来自私营部
J. Yan, H. Jin, et al., Roadmap for
the Demonstration of Carbon Capture 为只有盐水层中的地质构造和岩层阻滞才能封存CO2， 而DOE认为整个盐 门的尚在少数。
a n d S t o r a g e ( C C S) i n C h i n a . A s i a
Development Bank, 2010. 水层都能够封存CO 2。 事实上， 由于储层系统的复杂性和获得一些关键参 为研究这一问题，气候组织和Ecofin基金会在2010年发起了对欧洲
陈 文颖，
35
清华大学 核能与新 能源技 术研
数的难度， 模型模拟的准确性有待通过实验进一步验证。 私有部门投资者的访谈研究，共有30余位投资者参与了研究 38。结果显
究院， 专家访谈，2011年4月。
国土资源部正在开展“全国CO 2储存潜力评价与示范工程（2010- 示，私人投资者对CCUS持审慎的态度。其中：
36
李 小 春，刘延锋， 白冰等， ‘中国深部咸
水含水层CO 2 储存优先区域选择’ 。岩石力
2012）”项目，该项目使用了CSLF的封存潜力评估方法，在盆地尺度对 （1）私募资金和基础设施基金表示暂时不会支持CCUS示范项目;
学与工程学报， 25期第5版，2006， 963-
p. 全国的封存潜力进行了推算。一些专家对我国一些主要的潜在封存地址的 38
968。
封存潜力进行过初步的评估，结果显示，中国的CO2理论封存潜力为3,088 （2）保险公司和养老基金的债权人和股东对投资CCUS没有异议， The Climate Gourp, Ecofin Research
Foundation, G CC SI,Car bon Capture
刘延锋，
37
李小春， 白冰，
‘中国CO 2煤层储
GtCO2其中，深部盐水层可封存3,066Gt，占总封存容量的99%；油田封存 但前提是将投资规模限制在可用资金的较小比例; and Storage: Mobilising Private Sector
存容量初步评价’ 岩石力学与工程学报，
。 24 Financ e. The Climate G our p, Ec of in
期第16版，2005， 2947-2952。
p. 容量为4.8Gt；气田封存容量为5.2Gt；煤田封存容量为12.0Gt36，37。考虑 Research Foundation, GCCSI,2010.

10. 15 CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ CCUS ÔÚÖйú £º 18 ¸öȵãÎÊÌâ 16
（3）信贷投资者持开放的态度，但前提是解决以下三方面的问题：
是否有优质的设备供应商能够提供对全产业链效率和成果的保证；是否
有具有管理类似大型复杂工程项目经验的投资者的参与；和CCUS的经济
CCUS（火电） 能效技术 核 电 太阳能发电 风 电 水 电
性在没有公共资金支持的情况下是否也能具备竞争力。
另一些研究表明，目前国内的私人投资者对CCUS的认识还比较少， 技术是否
相对不成熟 相对成熟 相对成熟 相对不成熟 相对成熟 相对成熟
成熟
CCUS近期获得来自国内私人投资者的资金支持的可能性较低。
● 公众参与 提 高化 石燃 料
转 化和 使用 效
率成本较高，
出于对项目安全性的担忧，公众的态度已经成为其他国家一些CCUS
提 高终 端燃 料 基建投入大， 基建投入大，发
项目无法顺利进行的主要原因。如荷兰小镇Barendrecht的居民就试图阻 成 本 高 高 高
转 化、 使用 效 总发电成本低 电成本低
止Shell在Pernis的CCUS计划，因为这一计划将向小镇附近地下的废气井 率 和电 力终 端
使 用效 率成 本
注入从气化站捕集的CO239。虽然目前在我国公众参与还不是主要问题，
较低
但是也值得关注。
国际经验表明，保证公众从项目设计之初便全程参与是CCUS项目顺 核废料、反应堆
安全可靠，极端
可 能因 C O 2 泄 漏 发射性物质存在
利实施的必要条件。为了避免公众由于不了解CCUS技术或仅从常识判断 安全性 安全可靠 安全可靠 安全可靠 事件（大坝垮
导致安全隐患 泄漏风险，潜在
而产生不必要的忧虑和反对情绪，政府和工程实施方应主动对公众进行 塌）发生几率小
危害大
相关知识的普及，并保证工程进展信息的及时更新，与公众保持互动和
交流。 稳定性 高 高 高 相对低 相对低 较高
另外，如果CCUS进入大规模的商业化应用，很有可能对公共生活带
●大规模工程施工 ●大水电对流域
来影响，比如能源价格的调整、公共安全保障机制的建立等，这就要求
可能对生态环境 生态环境的影
政府进行更广泛的沟通说明。 对生态环 如发生泄露，
造成影响 小 较小 较小 响大
境的影响 对环境影响大
●CO2泄漏的环境 ●小水电生态影
大型工程项目的公众参与工作在国外已经积累了长期的经验，澳大 影响大 响相对较小
利亚联邦科工组织就CCUS进行的公众态度研究表明，在进行了相关的知
识培训之后，总体上公众对CCUS的态度有一个从消极反对到正面支持的 ●减排潜力大 ●保证能源供给 ●世界范围内核 ●太阳能资源 ●风力资源丰富 ●水力资源丰富
转变过程40。在我国，由于复杂的社会因素这样的工作还处于起步阶段。 ●可能实现零排放 的情况下减少 燃料储量大 丰富 ●清洁 ●清洁
甚至负排放 资源消耗 （铀490万吨、 ●清洁 ●可再生 ●可再生
在CCUS的工程实践中加大公众参与工作的力度，既是挑战，也是机遇。 ●通过EOR、ECBM ●不要求对现有 钍275万吨） ●可再生 ●基建周期短， ●发电效率高
等CO2利用方式 产业进行大规 ●储存运输方便 装机规模灵活 ●发电启动快
优 势
促进其他 行业发 模改造 ●总体成本低、
展，增加能源供给 ●不额外增加环 发电总成本稳
6.
●促进煤的清洁利 境负担 定，受燃料成
CCUS ÓÐ 用，符合我国国情
●CO2工业利用
●总体上较为经
济
本影响较小
¿£ÆÊÓÁͺÆÊÅÓ Îº
●化石能源不可 ●效率提高越来 ●核废料处理要 ●太阳能资源受 ●风力资源受 ●水力资源受季
再生，价格波动 越难，取决于 求高，存在泄 地理区域和天 地理区域和 节和旱涝灾害
CCUS技术与其他CO 2减排技术相比的优势首先在于其巨大的减排 大，导致发电成 技术突破 漏风险 昼夜影响 天气条件影 影响，部分不
潜力。CCUS在技术成熟的前提下有可能实现近零排放。在零排放甚 本不稳定 ●存在天花板效 ●热效率低，热 ●能流密度低； 响 均
●捕集、封存、 应 污染严重 能源利用率低 ●风电不稳定、 ●蓄水淹没大量
至负排放等激进的减排情景下，CCUS成为不可或缺的技术。CCUS在
监测环节存在技 ●投资成本大 ●成本高 不可控 土地，居民搬
促进煤清洁利用的重要作用，以及EOR、ECBM等利用方式，有可能 术挑战 ●不适宜随载 ●多晶硅的生产 ●并网存在挑战 迁成本高，社
问 题
对油气、燃煤发电、煤化工等行业起到明显的助推作用，对世界能源 运转 过程耗能大； 会影响大
39
Fred Pals, Bloomberg, May 7, 2009, viewed ●能耗高、 ●占用大片
on Apr. 15, 2011 . <http://www.bloomberg. 成本高 ●反应器内发射 ●并网困难 土地 ●因地形限制单
com/apps/news?pid=20601072&sid=a. 供给具有战略意义。
●CO2泄露带来安 性物质导致的 ●成本高 ●成本高 机容量有上
o5HsFN8y74>.
CCUS技术本身面临的挑战也是其相对于其它减排技术的劣势，较为 全隐患 安全隐患 限，增加容量
不灵活
40
EPHC, Environmental Guideline for
carbon dioxide capture and geological 显著的是高耗能、安全隐患、整体上技术不成熟等问题。 ●基建周期长，
storage, updated on Apr. 1, 2011, viewed
on Apr. 15, 2011.<http://www.ephc.gov.au/
投入高
taxonomy/term/25> .