碳捕集与封存技术——

绿色低碳又添新动能

■董 浩 卫怡博

监测数据显示，2025年5月，地球大气的月均二氧化碳浓度达到430.2ppm。这一数值是自1958年科学家开始系统测量以来的最高值。二氧化碳浓度年均增长量也在不断攀升，仅2024年年度增长量就达到了3.58ppm，创下历史新高。

在世界各地，二氧化碳浓度上升的影响正在显现：2025年7月，全球平均地表气温为16.68摄氏度，较工业化前（1850年至1900年）水平高出1.25摄氏度；北大西洋加速变暖，导致飓风季提前且强度增加；格陵兰冰盖正在加速融化，年消融量较21世纪初大幅增加；亚马孙雨林的年汇碳能力不断下降……

面对全球碳浓度与气温的持续攀升、气候系统关键要素加速恶化的现状，碳捕集与封存技术正在成为缓解气候危机的重要解决方案。这种技术通过从工业排放源或空气中直接分离二氧化碳，并将其安全封存于地质层或深海，可有效阻断人为碳排放进入大气循环。在当前碳汇失灵和减排滞后双重压力下，碳捕集与封存技术不仅能弥补传统减排手段的局限性，还可为难以脱碳行业提供关键过渡窗口。这一技术的规模化应用，或将重塑人类应对气候变化战略格局。

我国海上首个百万吨级二氧化碳封存工程。新华社发

把二氧化碳永久“封存”起来

二氧化碳是导致全球变暖的关键性因素。碳捕集与封存技术，就像一套精密的免疫系统——先搜捕二氧化碳，再通过特殊管道将它们送至地下，最后用地质手段将其永久“封存”起来。

在工业排放的第一线，火力发电厂和钢铁厂的烟囱正在被装上高科技“口罩”。这些巨大的“选择性吸附系统”，采用最先进的胺液吸收技术，能够从滚滚浓烟中精准捕获二氧化碳。中国陕西的锦界电厂使用碳捕集与封存技术后，自投运以来，每年预计能拦截15万吨二氧化碳。

二氧化碳分子被捕集后，即将开始它们的地下之旅。在美国北达科他州，一家能源企业计划铺设连接5个州共4000多公里的二氧化碳输送管道。这些管道将连接57家乙醇工厂，把发酵过程中产生的二氧化碳压缩后输送到北达科他州，永久封存于地下。不过这种高压运输并非没有风险。此前，美国密西西比州一段老旧管道破裂，导致大量二氧化碳泄漏。高浓度二氧化碳致使45人住院，200余人被疏散——这更凸显了基础设施更新的重要性。

在大西洋的另一边，挪威的“北极光”项目选择用容量达7500立方米的巨型船舶，将液态二氧化碳运输到“北极光”封存设施中，然后注入挪威西海岸外约100公里处、海床以下2600米的地层。冰岛将二氧化碳溶解成酸性溶液后注入玄武岩层，一段时间后就能将其转化为永恒的碳酸盐矿物。

在这场与二氧化碳分子较量的历程中，碳捕集与封存技术就像为地球建造的人工肾脏。从中国锦界电厂的烟气捕集，到冰岛将二氧化碳变作永恒之石，人类正在重塑碳循环的轨迹。在这场关乎人类命运的科技征途中，每一个百分点的捕集效率提升，每一公里管道的安全运输，每一吨二氧化碳的成功封存，都在为我们的未来积累希望。

为全球气候治理贡献中国方案

在全球应对气候变化的浪潮中，中国展现了令人瞩目的发展成就。

据报道，从2021年至2024年，我国规划运行的碳捕集与封存工程由约40个发展至约120个，涵盖电力、油气、化工、水泥、钢铁等多个行业，数量成倍增长，碳捕集和回注能力快速提升。

中国在碳捕集与封存领域取得的成就，得益于系统性的国家战略布局。政策层面，国家发改委、科技部、工业和信息化部等部门出台了《绿色低碳先进技术示范工程实施方案》，加大对碳捕集与封存项目的支持力度。技术标准方面，我国正在加快推进相关标准建设，国家标准《碳捕集、利用与封存（CCUS）项目温室气体减排量化和核查技术规范》公开征求意见，有利于准确评估碳捕集与封存项目减排总量，促进相关项目健康发展。市场机制上，全国碳市场创新性地将碳捕集与封存减排量纳入交易体系。华润电力2024年共出售252万吨盈余碳配额，实现收益2.4亿元，为行业商业化提供了可复制的成功案例。“政策—标准—市场”三位一体的协同推进模式，彰显了中国在碳中和目标下的制度创新优势。

中国在碳捕集与封存领域开创性地构建了“三联动”发展新模式。在产业协同方面，宁波石化园区创新性地将捕集的二氧化碳直接供应周边光伏企业用于硅料生产，实现了碳资源的循环利用；在区域协作方面，粤港澳大湾区系统性地打造了涵盖捕集、运输、封存和监测的全产业链集群；在国际合作方面，通过“绿色丝绸之路”倡议，中国向共建国家输出了成熟的碳捕集与封存设备和技术标准。这种立体化的协同发展模式，既体现了中国在碳中和技术路径上的独特思考与实践，也为全球气候治理贡献了中国方案。

中国在碳捕集与封存领域的快速发展，不仅标志着全球气候技术竞争格局的重大转变，更深刻影响着全球碳中和进程的实施路径。中国通过系统性政策支持、技术创新和产业协同构建的碳捕集与封存生态，为发展中国家探索经济可行、技术可靠的碳中和技术路线提供了重要范本。这一突破性成就打破了发达国家在气候技术领域的长期垄断。更重要的是，当欧美在碳捕集与封存领域陷入政策摇摆和技术路线之争时，中国的稳定推进为实现《巴黎协定》相关目标争取了关键窗口，也重新定义着全球气候治理中的技术领导力标准。

这场静默的技术革命，正在改写人类应对气候危机的战略版图。

气候工具箱中的“最后一招”

在全球应对气候变化的行动中，碳捕集与封存技术始终伴随着争论。有人认为这项技术是实现碳中和的关键利器，也有人认为它只是代价高昂的权宜之计。

之所以有这样的争论，首先是因为碳捕集与封存技术的成本问题。传统工业源的碳捕集成本在每吨50至120美元之间波动，而直接从空气中捕集二氧化碳的成本则高出数倍。以瑞士工厂为例，尽管技术不断进步，其捕集成本仍维持在每吨600至1000美元，距离大规模商业化还有一段距离。

封存环节也存在技术隐忧。通过计算机模拟评估，虽然二氧化碳泄漏的概率极低，一旦发生就可能引发地质灾害。

更深刻的争议在于碳捕集与封存技术的社会影响。国际能源署指出，碳捕集与封存技术在钢铁、水泥等难减排行业具有不可替代性，但需避免成为化石能源扩张的借口。

面对挑战，科学家们正在开辟新的技术路径。碳利用技术已经展现出巨大潜力。国内首套“火电厂二氧化碳化学链矿化利用CCUS技术研究与示范”项目，将二氧化碳转化为碳酸钙固体，实现长期稳定固碳，具有较高的经济价值和广泛的应用市场；华能集团研发和投运了我国首座大型超临界二氧化碳循环发电试验机组，循环利用二氧化碳驱动发电机发电；我国科研院所和企业开展了大量二氧化碳制乙烯、乙酸、甲烷等化学品相关的研究，试图将二氧化碳“变废为宝”。

除了加快技术发展，中国同时也注重综合施策。

国际上，通过“一带一路”倡议将先进技术共享。前不久，中国石油首个CCUS国际创效项目《印度尼西亚佳步区块Gemah油田二氧化碳驱可行性研究》顺利通过验收，标志着我国在碳捕集、利用与封存领域的技术实力得到国际认可。

在国内，注重技术与民生相结合。内蒙古鄂尔多斯项目创新性地将封存的二氧化碳用于大棚蔬菜种植，不仅能使农产品增产，还能减少病虫害和农药使用；在甘肃等偏远地区建设分布式碳捕集、利用与封存设施，通过“碳收益”机制助力当地发展经济，实现了环境效益与经济效益的双赢。这一系列实践，展现了中国在碳减排领域的综合解决方案和务实创新精神。

正如联合国政府间气候变化专门委员会强调的：“没有碳捕集、利用与封存，几乎不可能实现二氧化碳净零排放——但必须与减排并行，而非替代。”碳捕集与封存应该被视为气候工具箱中的“最后一招”，而非放任排放的借口。