翻开碳中和的底牌

出品｜虎嗅驻西南编辑

作者｜雨林下

题图｜视觉中国

1月29日，国内目前规模最大的CCUS（全称Carbon Capture，Utilization and Storage，二氧化碳捕集、利用与封存）项目在齐鲁石化-胜利油田正式建成，每年可减排二氧化碳上百万吨，约等同于植树900万棵，60万辆轿车停开一年。

尽管世界各国纷纷启动清洁能源，削弱煤炭使用，但减排量也很难将大气中的二氧化碳浓度降低到更安全的水平。

而CCUS作为唯一能够直接减少并抵消排放量的技术，称得上“减碳强效药”，不仅能将二氧化碳从排放源头拦截，对于无法避免的排放，还能通过消除大气中的碳实现净零。

国际能源署预测，2040年要实现全球温度上升控制在2℃的目标，CCUS技术可贡献14%的力量，大多数气候模式都需要它来深度减排，被公认最有发展前景。

很多发达国家在加大相关投资，美国拜登政府上台后第一时间延续了2018年颁布的《45Q法案》，可根据捕获和封存碳氧化物数量抵免所得税；欧盟启动10亿欧元创新基金对成员国及冰岛和挪威开放，为CCUS等领域的突破性技术提供资金；英国也宣布建立不低于8亿英镑的碳捕集封存基础设施基金。

中国的煤炭消费量占了全球消费总量一半以上，要在保障国家能源安全的前提下实现碳达峰碳中和，可以说，比任何一个国家都需要快速突破CCUS技术。

碳利用是CCUS全链重点

一个完整的CCUS集成系统主要包含碳捕集、碳利用和碳封存几大环节。

其中，碳捕集技术相对成熟，主要是为后端的利用和封存环节提供二氧化碳，方式包括燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集，本身不改变二氧化碳的化学品分子结构，只是把低浓度富集到高浓度。

碳封存是将二氧化碳封存在地质构造中，实现与大气长期隔绝。方式包括陆上/海底咸水层封存、枯竭油气田封存。由于工程庞大，需要耗费巨资，且几乎不产生附带经济效益，长期安全性也存在一定问题，所以主要由大型国央企操盘运营。

相比之下，碳利用是将二氧化碳转化为合成油、合成蜡、可降解塑料等其它化学品，进而创造新的增收，是CCUS里唯一具有正向经济效益的环节。

云岫资本碳中和领域研究负责人袁纬兹博士向虎嗅介绍，目前国内外对CCUS的技术共识相当，产业落地都还在早期，处于从实验室向工业化规模应用的过渡期，虽然外国已经有跑得快的公司估值很高了，但整个赛道暂时还没有上市的，以中国现在的政策推动力度看，后起之秀也有机会赶超。

由于CCUS技术80%的成本来自于电能，国内绿电的快速发展趋势，成本是有望在近几年内下探，考虑最终的能源格局，CCUS是消纳风光水这些新能源电力的良好路径，所以资本都比较看好这个赛道的未来。而碳利用环节的市场化程度最高，也更有技术门槛，一级市场参与活跃，在全链中最受关注。

目前碳利用主要有两个方向，一是驱油驱气增产，但自然油气田数量有限，经济效益不够可观，天花板较明显；二是合成其他化工品，具体技术路径非常多，产出品类也百花齐放，潜力较大。

谈及后者的市场空间，袁纬兹博士表示，如果用对应的下游产物去衡量，很多都能达到千亿元级别的规模，不过，当前整体技术渗透率偏低，发展速度比较缓慢，建议以高固碳、低成本为关键，关注利用环节的不同路径。

以二氧化碳为基础原材料的中间和终端产品  

图源：《碳捕获、利用和封存（CCUS）技术发展现状及应用展望》

从事碳利用技术开发的碳能科技CEO王帅告诉虎嗅，在双碳政策之前，很多工厂对减碳这件事没有规划，3060目标出来之后，大家才慢慢理解二氧化碳的利用价值。

碳利用的场景可以粗略分四个层面。首先是物理层面，比如把捕集的工业碳排放处理成可乐雪碧里的食品级二氧化碳或者制冷干冰，属于延迟二氧化碳的释放时间。

其次是化工层面，以二氧化碳为原料与其他物质进行化学反应，产出新的产品，比如二氧化碳加氢制甲醇，或者基于酸碱中和反应原理做碳酸盐、碳酸钙，是真正消耗二氧化碳的过程。

然后是生物层面，比如产油微藻，这些生物菌不仅能吃掉二氧化碳，自身还能作为原料提取出生物柴油，或者将二氧化碳调节到一定浓度注入温室，提升作物光合作用速率，缩短生长周期。

再有是电化学层面，采用不同电极材料和催化剂，调控二氧化碳反应途径，制成甲酸、乙酸、碳氢化合物等有大宗应用价值的化学品或中间体。由于装置便捷，对反应条件要求低，产物选择性高，可以很好的实现二氧化碳规模化应用，一直是国际热点研发领域。

2020年8月，国际首套二氧化碳电解制合成气中试装置在内蒙古伊泰化工正式开车运行。在这个案例中，王帅向虎嗅阐释了将碳利用技术与工业现状耦合的意义。

内蒙古二氧化碳电解制合成气中试装置

伊泰化工是做煤制油的企业，在路线和产品选择上，我们没有从零开始革命性的翻新，而是充分考虑行业的现有工艺和对合成气的依赖，在既定基础上做场景耦合，形成碳利用补充方案，使二氧化碳在厂区内部实现循环利用。

装置虽然规模不大，但引用现场工业气体可以验证电解技术的落地性。对于To B创新公司，向客户展示工程化成果比实验室数据更有说服力。

另外，工业现场也证明了流程的可行性，记录下重要运行参数。有的技术过于先进，既有供应链不成熟跟不上，卡脖子问题解决不了，那么这个技术就得等一等产业上下游。而项目规模的扩大需要技术一并优化，运行参数能为更大量级的示范项目做铺垫。

规模化与降成本

自双碳提出后，各行各业都在开展调研分析和报告交流，在理念层面先行响应，消化关于碳的一系列陌生概念。从资本市场的投资节奏也可以看出，一批做碳管理碳咨询的创业公司最先被带火。

而随着双碳逐步深入实质性阶段，企业落地达峰行动方案开始需要技术支撑，但建设使用成本制约着CCUS的推广。

1月17日，通源石油（300164）发布公告，拟投建百万吨二氧化碳捕集利用一体化CCUS示范项目，总投资达10亿元；道达尔联合清华大学、东方锅炉等在四川德阳建设的化学链式燃烧技术CCUS项目总预算约1.5亿元；华润集团海丰电厂CCUS碳捕集项目花了8531万元。

动辄千万上亿的投资成本，如果无法实现减排收益，企业往往不愿意独自承担投入CCUS研发和示范的风险。

所以，综合成本的影响因素，一方面要降上游源头的本，一方面还要考虑规模化分摊的问题。

以西部来说，作为全国二氧化碳排放和电力发源的集中地，可以尝试探索把煤化工厂，石油化工厂和风光水的发电源头聚合成相近的产业群，节省碳运输环节的浪费。

同时，经济性又与规模相辅相成。技术公司没有市场放量，缺乏应用场景，就很难迭代升级技术，把设备造价降下来。

因此，在政策激励上加速明确碳税、碳市场和碳金融的规则，可以鼓舞企业重视布局CCUS技术，尤其是高耗能高碳排的标杆公司主动权衡减排的收益。

尽管要实现CCUS技术的普及还存在很多挑战，但除了科学家们努力，各国政府的长期投入和社会公众的持续关注也对产业有很大帮助。面对这种关乎人类命运共同体的减碳“底牌”，不妨有钱的捧个钱场，没钱的捧个人场。

本文为新能源专题策划之「 双碳系列 」，往期回顾：《KPI的滋味，碳圈也想尝尝》，《碳交易市场：谁自愿花钱买“空气”？》，欢迎交流。