我国提出力争2060年前实现碳中和，底气在哪里？硬核解析
“CCUS”
说到CCUS，不是能源行业的从业人员，必然是陌生的。
截止2020年，地球上已探明的石油储量有2367.3亿吨，已探明的天然气储量为206.1万亿立方米。看上去很多，但是随着人类工业的发展，目前探明储存的石油无法撑过100年以上。
看看我们国家的数据，根据2020年中国矿产资源报告，中国已探明的石油储存量为35.6亿吨，天然气储量为6.7万亿立方米，页岩气储量为3841亿立方米。看看国内的工业发展，以及国内汽车保有量不断增加，人均是非常低的。
再加上石油、天然气、煤炭等都是不可再生资源，所以，化学能源对于全球工业发展而言，已经是岌岌可危的。在现在的两会期间，国家发改委和能源部等多个部委都在说明能源问题，也就是国家政策还是侧重于在新能源，但是保证国内能源的使用量的大前提。
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我们回归正题，这次谈谈国家一直大力发展CCUS。
CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage）碳捕获、利用与封存是应对全球气候变化的关键技 术之一，受到世界各国的高度重视，纷纷加大研发力度，在CO2驱油等方面取得进展，但在产业化方面还存在困难。随着技术的进步及成本的降低，CCUS前景光明。 延伸：
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。
科技部21世纪议程管理中心副主任彭斯震2010年7月22日在《CCS在中国：现状、挑战和机遇》报告发布会上表示，中国的首要任务是保障发展，CCS技术建立在高能耗和高成本的基础上，该技术在中国的大范围推广与应用是不可取的，中国当前应当更加重视拓展
二氧化碳资源性利用技术的研发。他强调：“今后会有越来越多的人用CCUS(碳捕集再利用与封存)代替CCS(碳捕集与封存)。对中国来说，我们也更青睐CCUS。” 第三届中国（太原）国际能源产业博览会上，CCUS（碳捕获、利用与封存）成为热门话题。中国工程院院士、清华大学教授倪维斗在博览会上说“中国CCUS目前有很大潜力，应尽快启动”。
二氧化碳的资源化利用技术有合成高纯一氧化碳、烟丝膨化、化肥生产、超临界二氧化碳萃取、饮料
添加剂、食品保鲜和储存、焊接保护气、灭火器、粉煤输送、合成可降解塑料、改善盐碱水质、培养海藻、油田驱油等。其中合成可降解塑料和油田驱油技术产业化应用前景广阔。胜利油田电厂已启动CCUS的示范项目。
二氧化碳降解塑料：
二氧化碳降解塑料属完全生物降解塑料类，可在自然环境中完全降解，可用于一次性包装材料、餐具、保鲜材料、一次性医用材料、地膜等方面。二氧化碳降解塑料作为环保产品和高科技产品，正成为当今世界瞩目的研究开发热点。利用此技术生产的降解塑料，不仅将工业废气二氧化碳制成了对环境友好的可降解塑料，而且避免了传统塑料产品对环境的二次污染。它的发展，不但扩大了塑料的功能，而且在一定程度上对日益枯竭的石油资源是一个补充。因此，二氧化碳降解塑料的生产和应用，无论从环境保护，或是从资源再生利用角度看，都具有重要的意义。
CCUS尽管还不成熟，但已不是最前沿科技。
CCUS技术由碳捕集、碳封存和利用三部分组成，碳捕集技术目前大体上分作三种：燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集。燃烧前捕集技术主要是在燃料煤燃烧前，先将煤气化得到一氧化碳和氢气，然后再把一氧化碳转化为二氧化碳，再通过分离得到二氧化碳；燃烧后捕集是将燃料煤燃烧后产生的烟气分离，得到二氧化碳；富氧燃烧捕集是将二氧化碳从空气中分离出来，得到高浓度的氧气，
再使燃料煤进行充分燃烧后，捕获较为充足的二氧化碳。
碳封存是指捕捉到的二氧化碳通过公路、铁路、管道和船舶等方
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式来运输，而管道运输被认为适用于大批量的二氧化碳运送，经济性较好。封存二氧化碳，一般要求注入距离地面至少800米的合适地下岩层，在这样的深度下压力才能将二氧化碳转换成“超临界流体”，使其不易泄漏；也可注入废弃煤层和天然气、石油储层等，达到埋存二氧化碳和提高油气采收率的双重目的。
微型轴尽管从目前来看，CCUS技术还不成熟，但是煤炭信息研究院能源安全研究所能源经济中心主任孙超表示，CCUS已经不算产业链上最前沿的科技了，在CCUS方面业界有物理法和化学法，国内常用的是低温甲醇提取，技术难度并不大。但碳捕捉及封存成本高昂，阻碍了其大规模推广。
CCUS技术的主要工艺环节在美国等国家都有很长时间的使用历史。如聚乙二醇二甲醚和低温甲醇提取是燃烧前捕集技术的两大工艺，从20世纪50—60年代就开始投入商业应用，目前全球已有上百个项目正在使用这样的技术。
CCUS技术中的碳捕集可分为化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、化学链分离法等。其中，化学吸收法被认为市场前景最好，受重视程度也最高。
不过，相应的新技术也在不断研发中。如中国科学院武汉岩石力学所二氧化碳地质封存学科组正在开发“二氧化碳驱采水”技术，其原理是通过二氧化碳的提取把地下水置换出来，在置换过程中，二氧化碳被封存到地下。置换出的咸水如同石油一样，可从中提取有价值的元素或把水淡化处理后用于生产生活。“依据我国国情，我们选择的最佳应对方案是'二氧化碳驱采水’技术。这会让二氧化碳的封存与利用相得益彰。”中科院武汉岩石力学所研究员李琦告诉科技日报记者，我国已基本掌握“二氧化碳驱采水”的技术要领。
据《应用化学》周刊报告，美国能源部下属橡树岭国家实验室的科研人员合成出一种简单的胍类化合物，将这种化合物的水溶液放置于空气中就会形成晶体，其中包含了碳酸盐，这说明空气中的部分二氧化碳被捕获了。“通过新方法，我们通过将晶体加热到80—120摄氏度来释放与化合物结合的二氧化碳，这种方式比传统碳捕捉更温
电力安全性评价和。”参与研究的拉杜·卡斯特尔辛说，加热后，晶体还可恢复成最初的胍类化合物，并可循环利用3次，这使得碳捕捉成本大幅降低。
CCUS示范项目的成本相对较高，是阻碍其发展的主要原因。据统计，目前CCUS示范工程投资额都在数亿元人民币的规模，而且，在现有技术条件下，引入碳捕集后每吨二氧化碳将额外增加140—600元的运行成本。如华能集团上海石洞口捕集示范项目的发电成本就从大约每千瓦时0.26元提高到0.5元。
仍有待提升的CCUS技术水平，是制约其发展的又一障碍。在我国，CCUS试验示范还处于起步阶段，缺乏大规模、全流程示范经验，特别是在现有CCUS技术条件下，企业部署CCUS将使一次能耗增加10%—20%，效率损失大。
不过，国际能源署（IEA）2018年12月发布报告称，煤炭消费量持续稳健情况下，为了达到气候行动目标，就必须使用碳捕捉、封存与利用这一新兴技术。IEA署长法提赫·比罗尔表示：“简单来说，要实现我们的可持续发展目标，没有CCUS将不会有未来。”变压器油泵
截至2018年底，全球运营中、在建或正在严密论证的项目增至43个，新设施每年捕获CO2达1300万t。中国CCUS技术虽然起步较晚，但在相关政策的推动下，ccus技术已取得长足进步，建立起一批工业级技术示范项目。目前中国共开展了9个捕集示范项目、12个地址利用与封存项目，其中包含10个全流程示范项目。除去传统化工利用，所有CCUS项目的累计二氧化碳封存量约200万吨。
国内CCUS示范项目从碳捕集源看，主要集中在燃煤发电和煤化工领域，CO2运输方式主要以罐车为主，管道运输项目较少。从碳利用和封存方式看，燃煤电厂碳捕集后一般为食品或工业所用，煤化工碳捕集较多用于驱油（EOR）以提高石油采收率，两类源碳捕集均有咸水层封存案例，且封存潜力较大。
总体来看，我国CCUS项目的捕集技术已经比较成熟，地质利用和封存部分核心技术也取得了重大突
破。二氧化碳驱油提高石油采收率等已进入商业化应用初期阶段，但经济成本仍是制约我国CCUS规模化发展的关键。目前CCUS示范工程投资额都在数亿元人民币的规
模，投资主体基本是国内大型能源集团，全流程初始投资及维护成本之和每吨CO2超千元，其中捕集过程成本约200-300元/吨CO2 ，低浓度二氧化碳捕集成本更高达近900元/吨。罐车运输成本约0.9-1.4元/吨·公里。驱油封存技术成本差异较大，但因驱油封存可以提高石油采收率，补偿CCUS成本。据测算，当原油价格70美元/桶时，可基本平衡CCUS驱油封存成本。
CCUS技术作为CO2减排重要措施之一，其发展潜力可期。从驱油封存角度考虑，我国约有100亿t石油地质储存量适宜于CO2驱油，预期可增采7亿～14亿t，全国的枯竭油气田、无商业价值的煤层和深部咸水层的CO2封存潜力超过2300亿t，其中咸水层封存潜力最大。综合考虑我国“富煤、贫油、乏气”的资源存储状况及全球能源低碳转型的不可逆趋势，加快CCUS产业发展是支撑国家能源安全的必然选择。我国当前需要进一步积累经验逐步促进CCUS成本下降和技术水平提升，为实现CCUS的长期商业化应用做好准备。
美国
2010年8月上旬，美国Novomer公司获得美国能源部(DOE)1840万美元的资助，将加快该公司二氧化碳制塑料生产线实现商业化。Novomer公司的技术使用二氧化碳和环氧丙烷生产聚丙烯碳酸酯(PPC)
树脂。PPC树脂可用于涂料、表面活性剂、软包装和硬包装以及纤维等，并且可实现生物降解。
Novomer公司已经在其合作伙伴伊士曼柯达(Eastman Kodak)公司的生产装置中进行二氧化碳制塑料的小规模生产。据称，使用二氧化碳生产应用于涂料和胶粘剂的低分子量热固性多元醇可望于2011年实现商业化，高分子量热塑性聚合物可望于2012年实现商品化。
日本
真空加热炉日本研究人员日前开发出一种新技术，使二氧化碳能转变为用于合成塑料和药物的碳资源，从而变“害”为宝。二氧化碳的化学性质非常稳定，不容易与其他物质发生反应，因此在工业领域仅用于生产尿素和聚碳酸酯等。东京工业大学教授岩泽伸治等人发现，碳化合物
