
在当前全球气候变化日益严峻的背景下,碳中和已成为各国政府、企业和公众共同关注的核心议题。随着“双碳”目标(碳达峰与碳中和)在中国的持续推进,工业领域的碳排放控制正面临前所未有的压力。作为高耗能、高排放的重点行业,钢铁、水泥、化工、电力等传统产业亟需切实可行的技术路径来实现深度减排。在这一背景下,碳捕集与利用(CCU, Carbon Capture and Utilization)技术正从实验室走向产业化,成为满足工业减排刚性需求的关键技术解决方案之一。
传统的碳捕集与封存(CCS)技术虽已发展多年,但其高昂的成本、地质封存的不确定性以及长期监管难题,限制了大规模推广。相比之下,碳捕集与利用(CCU) 提供了一种更具经济潜力和发展前景的替代路径——它不仅能够有效减少二氧化碳排放,还能将捕集的CO₂转化为具有商业价值的产品,如合成燃料、化学品、建筑材料乃至食品添加剂,从而形成“变废为宝”的循环经济模式。
近年来,国内外已有多个CCU项目进入示范或商业化运营阶段。例如,冰岛的Carbfix项目通过将CO₂矿化注入玄武岩层生成稳定碳酸盐矿物;荷兰的Climeworks则利用直接空气捕集(DAC)结合地热能源实现负排放;而在中国,中石化、华能、国家能源集团等大型企业也纷纷布局CCU试点工程,探索在煤化工、炼油、水泥生产等场景中的应用可行性。
然而,要真正实现CCU的规模化落地,仍面临多重挑战。首先是技术成熟度与成本问题。目前多数CCU工艺仍处于中试或早期商业化阶段,单位二氧化碳转化成本普遍高于500元/吨,远高于当前全国碳市场的平均交易价格(约60元/吨)。其次,产业链协同不足也制约了其发展。CO₂的高效利用依赖于下游高附加值产品的市场需求稳定,而当前市场对“碳基产品”的认知度和接受度尚不充分,缺乏明确的政策激励与消费引导机制。
此外,能源消耗问题不容忽视。许多CCU过程本身需要大量热能或电能驱动,若所用能源来自化石燃料,则可能造成“减排不减碳”的悖论。因此,必须将CCU系统与可再生能源深度耦合,推动绿电制氢、电催化还原CO₂等新兴技术的发展,才能真正实现全生命周期的低碳甚至负碳效应。
尽管如此,CCU的产业机遇依然巨大。据国际能源署(IEA)预测,到2050年,全球每年需通过CCUS(碳捕集、利用与封存)技术减排超过70亿吨CO₂,其中CCU占比有望提升至30%以上。特别是在中国这样拥有庞大工业体系和完整制造链条的国家,CCU不仅可以助力重点行业脱碳,还可催生一批新兴绿色产业,带动新材料、新能源、高端装备等领域的技术创新与投资增长。
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