在全球氣候治理框架持續收緊、"雙碳"目標不斷深化的背景下,碳捕集、利用與封存(CCUS)技術正從實驗室走向產業前臺,被視為實現深度脫碳不可或缺的技術路徑之一。國際能源署(IEA)在其凈零排放情景中明確指出,若無CCUS技術的規模化部署,全球幾乎不可能在本世紀中葉實現碳中和。
與此同時,中國作為全球最大的碳排放國之一,也在政策層面將CCUS提升至戰略高度,從"十四五"規劃到各類專項行動方案,均對該技術給予了明確的支持與引導。
一、碳捕集與利用行業發展現狀
當前,全球CCUS行業正處于從技術示范向商業化初期過渡的關鍵階段。經過數十年的研發積累,碳捕集技術已形成以化學吸收法為主流、多種技術路線并存的格局。其中,醇胺吸收法因其技術成熟度較高、適用于大規模工業應用,仍占據主導地位;而膜分離、變壓吸附、化學鏈燃燒等新興技術也在不斷取得突破,逐步向工業化應用靠近。
從全球布局來看,北美和歐洲依然是CCUS項目最為集中的區域。北美憑借其在油氣行業的深厚積累以及"45Q"稅收抵免等政策激勵,催生了大量以強化石油采收(EOR)為驅動的碳捕集項目。歐洲則更側重于將捕集的二氧化碳用于工業原料化利用,如生產建筑材料、化工產品等。相比之下,中國的CCUS發展雖然起步稍晚,但近幾年呈現出明顯的加速態勢。在電力、鋼鐵、水泥、化工等高排放行業,一批百萬噸級的碳捕集示范項目相繼落地,部分項目已進入運營階段。
當前行業仍面臨幾個突出的瓶頸。能耗與成本居高不下。碳捕集環節的能耗通常占到整個CCUS系統能耗的七成以上,導致整體運營成本偏高,在缺乏強有力政策支持的情況下,項目經濟性難以自持。基礎設施尚不完善。二氧化碳的長距離運輸管網和地質封存設施的建設仍顯不足,制約了項目的規模化推廣。碳利用路徑有限。雖然二氧化碳可以用于驅油、制造化學品、礦化建材等,但總體消納量與每年數以億噸計的排放量相比仍微不足道,大量捕集的CO₂最終仍需依賴地質封存。
不過,從積極面來看,行業的技術迭代速度正在加快。新一代低能耗溶劑、固體吸附材料、高溫捕集技術等研究成果不斷涌現,部分已在中試階段展現出顯著的成本下降潛力。同時,政策環境的持續優化——包括碳市場的擴容、CCUS專項補貼的設立、綠色金融工具的引入等——正在為行業注入更強的發展動力。
就市場規模而言,CCUS行業正處于一個"預期遠超現實"的特殊階段。根據多方研究機構的綜合評估,全球CCUS市場在未來數十年內有望成長為一個萬億級的龐大產業。這一判斷并非空穴來風,而是基于以下幾個核心邏輯。
從需求端看,全球高排放行業的脫碳需求是剛性的。鋼鐵、水泥、化工等行業屬于"難減排"領域,僅靠能源替代和能效提升難以實現深度脫碳,CCUS幾乎是唯一可行的終極解決方案。據行業研究測算,僅中國的鋼鐵和水泥行業,每年的碳捕集需求就極為可觀。再加上電力行業在煤電退出之前的過渡期內對CCUS的依賴,潛在市場空間十分廣闊。
從政策驅動看,各國政府正在以空前力度推動CCUS產業發展。美國的《通脹削減法案》大幅提高了碳捕集項目的稅收抵免額度,直接刺激了大量項目的上馬。歐盟通過創新基金和碳邊境調節機制(CBAM),也在間接推動CCUS的部署。中國雖然尚未出臺全國性的CCUS專項補貼政策,但各地已有不少探索性的財政支持措施,且全國碳市場的逐步成熟將為CCUS項目提供額外的碳資產收益。
根據中研普華產業研究院發布的《2025-2030年中國碳捕集與利用(CCUS)行業全景研究及趨勢洞察報告》顯示:
從投資端看,全球對CCUS領域的資本投入正在快速增長。不僅傳統能源巨頭在積極布局,大量風險資本和綠色基金也開始關注這一賽道。尤其是在碳利用(CCU)方向,利用CO₂合成燃料、生產高價值化學品等新興商業模式正在吸引越來越多的投資關注。
然而,當前CCUS市場的實際規模與其潛在規模之間仍存在巨大落差。全球已投運的CCUS項目數量雖在增長,但總體捕集能力與全球年排放量相比仍然是杯水車薪。市場規模的真正爆發,尚需等待技術成本的進一步下降、政策激勵的持續加碼以及基礎設施的逐步完善。換言之,CCUS市場目前更像是一個"蓄勢待發"的市場——方向已經明確,但全面放量仍需時日。
技術降本將是核心驅動力。當碳捕集成本降至每噸較低水平時,CCUS將真正具備大規模商業化推廣的條件。這需要在捕集技術、運輸方式和封存方案三個環節同步推進降本。特別是在捕集環節,新一代溶劑、直接空氣捕集(DAC)技術的進步將帶來革命性變化。DAC雖然目前成本極高,但隨著規模化效應和技術突破,其成本下降曲線可能比傳統點源捕集更為陡峭,有望在未來成為負排放的重要手段。
碳利用路徑將更加多元化。過去,CO₂的利用主要集中在EOR領域,但未來將向更高附加值的方向拓展。CO₂制甲醇、CO₂制航空燃料(SAF)、CO₂礦化建材、CO₂合成高分子材料等技術路線正在從實驗室走向示范。尤其是在綠色航運和航空領域,利用可再生能源電解水制氫、再與捕集的CO₂合成航空燃料,被認為是實現這些行業脫碳的最有前景的路徑之一。可以預見,碳利用將從"低值化"走向"高值化",成為CCUS產業鏈中最具增長潛力的環節。
產業集群化與基礎設施共享將成為主流模式。未來的CCUS項目不太可能以單個工廠為單位獨立建設,而是趨向于區域化、集群化發展。通過建設共享的CO₂運輸管網和集中式封存設施,可以大幅降低單個項目的邊際成本。類似于天然氣管網的發展模式,CO₂基礎設施的網絡化、平臺化將是行業成熟的重要標志。
CCUS與其他負碳技術的協同將日益緊密。生物能源與碳捕集結合(BECCS)、直接空氣捕集與封存(DACCS)等負排放技術,將與傳統CCUS形成互補。在全球碳中和的終局圖景中,僅靠減排是不夠的,必須同時實現大規模的碳移除,而CCUS及其衍生技術將承擔這一關鍵角色。
政策與市場機制將持續完善。隨著全球碳定價機制的擴展和碳市場的成熟,CCUS項目的經濟回報將不再僅僅依賴政府補貼,而是可以通過碳交易、碳信用等市場化方式獲得持續收益。這將從根本上改變行業的商業邏輯,使CCUS從"政策驅動型"向"市場驅動型"轉變。
綜上所述,碳捕集與利用行業正站在一個歷史性的轉折點上。從行業現狀看,技術已具備基本的工業應用能力,但成本、基礎設施和利用路徑仍是制約規模化的主要障礙,從市場規模看,潛在空間極為廣闊,但實際放量尚需時間,行業正處于"預期驅動"向"現實驅動"過渡的階段。
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