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CCUS技术突破：从“碳减排”到“价值创造”

前言：当二氧化碳从“废物”变为“资源”

过去几十年，二氧化碳排放始终被视作工业生产的“副产品”——一种需要花钱处理的环境负担。然而，随着碳捕集、利用与封存（CCUS）技术的不断突破，这种认知正在被彻底颠覆。

“用废气替代粮食来产蛋白、变废渣为绿色建材”，这一看似科幻的场景已在河钢集团唐钢新区成为现实。二氧化碳捕集后用于微生物发酵，生产出蛋白含量达70%的菌体蛋白饲料；钢渣与烟气协同矿化，制备出固碳建材。在胜利油田，注入地下的二氧化碳正在“唤醒”沉睡的原油，日产油量从220吨跃升至460吨，碳的注入成为增产增效的关键驱动力。在宁夏，全球首套10万吨二氧化碳矿化工业化项目已开工建设，将工业尾气中的CO₂永久固化为高价值产品。

2026年4月，我国CCUS全链条关键技术装备斩获日内瓦国际发明展最高荣誉“特别嘉许金奖”，标志着我国在CCUS全链条关键技术装备领域已达到国际领先水平。这背后，是我国CCUS产业从“技术追赶”到“领跑引领”的深刻转变，更是碳捕集利用从“减排工具”向“价值引擎”的历史性跨越。

一、政策护航：CCUS迎来战略机遇期

1.1 顶层设计：从技术路径到产业蓝图

2025年10月，中国21世纪议程管理中心在2025国际能源变革论坛上正式发布了《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2025）》和《中国碳捕集利用与封存年度报告（2025）》两项重要成果。《路线图》作为我国继2011年、2019年之后发布的第三版技术发展蓝图，系统回应了“双碳”目标下CCUS技术的战略定位更新、技术突破评估与发展趋势预测等关键议题。报告显示，目前我国规划和运行的CCUS示范项目总数已超120个，覆盖电力、油气、化工、水泥、钢铁等多个行业，其中投运项目占比过半，捕集能力约940万吨/年，注入能力约590万吨/年。

预测显示，到2060年我国CCUS减排需求巨大，该技术将在能源系统转型、工业深度脱碳和负排放领域发挥关键支撑作用。

1.2 标准先行：从“能不能捕”到“更好捕”

2026年1月，市场监管总局（国家标准委）批准发布12项二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）国家标准，将于2026年7月1日正式实施。这批标准涉及二氧化碳捕集、输送、封存等重要流程，以及术语和减排量评估等基础环节，实现了对CCUS全产业链关键环节的覆盖。

“这批标准出台本质上是要把CCUS从‘工程示范’推向‘可复制的产业基础设施’。”中国21世纪议程管理中心气候变化处处长张贤在接受采访时表示。在二氧化碳捕集方面，新国标规定了燃烧后二氧化碳捕集系统的分类、组成和技术要求；在输送环节，明确了进入二氧化碳长输管道介质的质量指标、取样方法和检验规则；在封存环节，规定了场地筛查、选择和评价方法，以及封存工程管理要求。北京师范大学中国绿色发展协同创新中心执行主任张九天指出，这批新国标“成体系性”地集中发布，纳入了社会高度关注的技术路线如火电碳捕集、长输管道运输、咸水层封存、驱油封存，有助于填补标准空白，为CCUS项目规划设计、建设运行、管理评估等提供必要依据。

1.3 金融支持：CCUS全产业链获政策“输血”

在资金支持方面，CCUS产业正迎来多重利好。2025年7月，中国人民银行联合相关部委正式发布《绿色金融支持项目目录（2025年版）》，二氧化碳捕集、利用与封存技术路径首次以完整链条形式被系统纳入，“二氧化碳捕集利用与封存”被列为第1.5.1条，涵盖捕集、运输、利用、封存、注入等全流程项目，适用于电力、热力、钢铁、水泥、化工、石油开采等高排放行业。这意味着CCUS将正式获得政策层面的绿色信贷、绿色债券、贴息补助等多重金融工具支持。

2025年10月，国家发改委发布中央预算内投资专项管理办法，明确支持规模化碳捕集利用与封存（CCUS）项目建设，低碳零碳负碳示范项目支持比例为核定总投资的20%。此外，2026年3月，北京市四部门联合印发《北京市关于推动碳捕集利用与封存产业培育壮大的若干措施》，鼓励开展低能耗低成本二氧化碳捕集和二氧化碳高值化规模化利用等CCUS产业化关键领域核心技术攻关，加快高性能吸收剂、吸附剂及膜材料等碳捕集关键材料开发，推动生物质能碳捕集、直接空气碳捕集等负碳技术研发。

二、技术突破：中国CCUS迈向国际领先

2.1 百万吨级煤电碳捕集：全球最大示范工程投运

2025年9月25日，全球规模最大的煤电碳捕集示范工程——华能甘肃正宁电厂150万吨/年二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）示范工程圆满完成72小时试运行，正式投入运营。该项目年捕集二氧化碳达150万吨，技术和装备实现全国产化，标志着我国CCUS技术实现从“万吨级示范”到“百万吨级工业化应用”的历史性飞跃。

该项目的技术突破体现在多个关键环节：在捕集领域，项目创新采用复合式吸收塔“二塔合一”设计，将烟气预洗涤与碳捕集环节深度集成，解决了传统工艺输送路线长、阻力大的能耗问题，并采用中国华能自主研发的新型吸收溶剂，可高效捕获低浓度烟气中的二氧化碳。在管输环节，项目创新研制出我国首台八级整体齿轮式二氧化碳压缩机，可将气态二氧化碳压缩至超临界态，大幅降低输送能耗与成本，每压缩1吨二氧化碳可节约10度电。在封存环节，项目建设了国内封存层位最深、单井规模最大的咸水层封存工程，可将二氧化碳注入地下2000米—3500米深的3—4个地层，并配套“空-天-地-井”一体化监测系统。

值得注意的是，该工程还具备辅助调峰能力的运行模式，可动态调整碳捕集系统负荷，使煤电机组在实现大规模碳捕集的同时具备灵活调节能力，为“煤电低碳转型+能源安全保障”协同发展提供了可行路径。

2.2 全链条关键技术装备：斩获日内瓦最高荣誉

2026年3月，中国石化胜利油田研发的CCUS关键技术装备在第51届日内瓦国际发明展上斩获最高荣誉——特别嘉许金奖。中国工程院院士、国际CCUS创新合作组织秘书长李阳表示，这标志着我国CCUS全链条关键技术装备达到国际领先水平，也为中国CCUS走向世界，向全球碳减排治理提供了可复制、可落地的“中国方案”。

在技术指标上，胜利油田团队实现了多项突破：自主研发了百万吨级低能耗捕集技术，综合单位能耗下降19%，成本降幅超30%；建成全球首条含杂质二氧化碳超临界数字孪生智能管道，维护成本下降30%；在驱油与封存环节，创新一体化技术方案，原油采收率提高15个百分点以上，二氧化碳一次封存率提高20个百分点。

与此同时，我国首条百公里二氧化碳长输管道——胜利油田百万吨级CCUS项目二氧化碳输送管道已平稳运行超1000天，二氧化碳注入总量已突破13亿立方米。该项目区块日产油量从2022年4月的220吨升至460吨，产量翻番并持续增长。这一数据背后，是CCUS技术从单纯的“减排工具”到“增产利器”的价值跃升——捕集的二氧化碳不再只是被封存，而是被高效利用于驱油增产，实现了环境效益与经济效益的统一。

2.3 海上CCUS：向海洋要碳汇

在海洋领域，我国CCUS产业化也取得新突破。2026年4月11日，中国海油东方1-1气田CCUS项目开工建设。这是我国首个海上注碳增气技术示范应用项目，全面投产后预计每年最多可在地层封存超100万吨二氧化碳。

东方1-1气田是我国首个海上自营气田，自2003年建成投产以来已累计产气超500亿立方米。该项目依托新建平台，将原来部署在陆地处理厂的脱碳处理环节前移到海上，实现天然气开采“源头减碳”。捕集提纯后的二氧化碳加压成超临界态回注到地层，既能有效补充地层能量，提升气田产量，又能实现二氧化碳的长期安全封存。

值得一提的是，中国海油此前已在恩平15-1油田和乐东15-1气田分别部署了国内首个海上油田CCUS项目和首个海上气田CCS项目。其中，恩平15-1油田CCUS项目自2023年6月投运以来已持续安全运行超20800小时，累计向海底回注二氧化碳超30万吨，预计10年内回注总量超100万吨，并驱动原油增产约20万吨。

三、价值创造：CCUS的多路径产业化探索

如果说传统的CCUS聚焦于“减排”，那么近年来兴起的二氧化碳资源化利用路径，则将CCUS推向“创造”的更高维度。二氧化碳不再只是需要处理和封存的废弃物，而是被转化为高附加值产品，真正实现了“变废为宝”。

3.1 捕碳制蛋白：钢铁与农业的跨行业融合

河钢集团CCUS技术工业示范项目在唐钢新区的全线贯通，堪称CCUS从“碳减排”到“价值创造”的标志性案例。该项目在钢铁工业首次构建了“捕获-转化-增值”完整产业链，获得了“CarbXRock”商标授权。

该项目的两大技术路径各具特色。在碳捕获与高值化路径方面，项目采用高性能变压吸附材料耦合余热余压资源，实现了高炉煤气高效捕集，捕集的二氧化碳浓度超过95%，并创新性地将二氧化碳应用于微生物发酵，生产出蛋白含量达70%的菌体蛋白，直接将减排的碳转化为蛋白饲料。这一路径打破了传统上“碳排放—治理成本”的线性关系，让碳从环境负担转化为经济资源，实现了“点碳成金”。

在固废协同与资源化路径方面，项目突破低浓度烟气二氧化碳与钢渣协同固化技术，制备出固碳量达20%、抗压强度超30兆帕的优质建材，将钢铁冶炼固废转化为绿色基建材料。钢渣处理一直是困扰钢铁行业的难题，该技术以钢渣和烟气为原料“变废为宝”，不仅解决了固废堆存问题，还为建材行业提供了低碳原材料。

项目背后是多方的产学研协同。河钢与必和必拓签署CCUS工业示范项目合作协议，与腾讯签署“碳寻计划”项目合作协议，携手中国科学院过程工程研究所、北京科技大学等顶尖科研机构，打通了从基础研发到工业示范的全链条创新路径。河钢表示，将持续推动跨行业协同合作，加速构建“碳捕集-利用-封存-核证-资产化”的低碳技术体系和标准，形成全流程CCUS碳减排解决方案。

3.2 矿化固碳：工业固废与二氧化碳的“双向奔赴”

2026年3月，全球首套10万吨二氧化碳CCUS矿化工业化项目在宁夏银川开工建设。该项目采用原初科技的“CO₂化学链矿化利用技术”，可永久固碳，解决传统矿化技术经济性差、难大规模工业化应用的问题，入选国家发改委首批《绿色低碳先进技术示范项目清单》和工信部《先进适用技术名单》。项目建成后二氧化碳吸收率大于90%，将成为全球最大二氧化碳矿化绿色产品化工业示范装置。

在矿化利用领域，陕鼓动力的技术路径别具特色。其自主研发的“固废资源化利用耦合二氧化碳捕集封存利用（CCUS）技术”入选工信部《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2025年版）》。该技术采用创新的化学链矿化CCUS技术，模拟自然矿化反应过程，将工业尾气中的CO₂与含钙固废（如电石渣、钢渣等）高效转化为具有经济价值的负碳产品，全过程实现“零废水、零废气、零废渣”排放。

这一技术的一大突破在于其无需传统捕集提纯的创新工艺——将工业烟气中浓度大于3%的CO₂，无需经过能耗巨大的捕集提纯过程，直接进行矿化利用，大幅降低了碳捕集环节的运营成本。目前，该技术已在多个国家级重点项目中落地应用，包括国家能源集团50万吨/年CCUS示范项目和中石油100万吨/年碳捕集一体化项目。

3.3 驱油增产与绿色燃料：CCUS的多维价值图谱

在石油开采领域，胜利油田百万吨级CCUS项目已交出了一份令人瞩目的成绩单。得益于科技创新，项目注入的二氧化碳全部封存于地下，日产油量从220吨上升至460吨，产量翻番并持续增长。二氧化碳在这里扮演了“清洁工”与“增采剂”的双重角色——既帮助地层“吞碳”，又帮助原油“出油”。CCUS已成为油气田低碳开发与增产增效协同推进的重要引擎。

在碳资源化产品维度，我国CCUS资源化探索呈现出更加多元的图景。在扬州，国内首个污泥发电厂燃烧后二氧化碳捕集纯化千吨级CCUS示范工程已开工建设，捕集后的二氧化碳可转化为食品级干冰应用于食品加工、冷链运输等行业，也可与粉煤灰、钢渣、电石渣等工业固废协同开展矿化利用，制备出纳米级碳酸钙等高附加值产品。在重庆，国产碳资源化结晶装备落地，通过将烟气中CO₂从气态变为液态和固态，并作为资源生产高附加值产品，可实现吨CO₂产生近千元的经济价值。此外，华能正宁电厂捕集后的二氧化碳还可用于绿色燃料合成领域。2026年4月，华润电力在福建连江可门园区布局的绿电制氢耦合CCUS绿色甲醇一体化项目获批，进一步拓展了CCUS耦合新能源的产业边界。

从驱油增产、矿化建材到绿色燃料，我国CCUS正呈现出多点开花、多元协同的发展态势。未来的CCUS项目将不再是一个封闭的减排系统，而是融入更大范围的绿色工业生态，为碳循环经济打开更多价值接口。

四、挑战与展望：CCUS规模化之路

尽管我国CCUS产业取得了令人瞩目的成就，但要实现从百万吨级到千万吨级、从示范工程到商业化运营的跨越，仍面临多重挑战。

4.1 当前面临的核心挑战

高成本仍是规模化瓶颈。 尽管技术不断突破，但当前CCUS全链条成本仍然偏高。捕集环节占CCUS总成本的主要部分，降低捕集能耗和吸收剂成本是降低成本的关键。此外，二氧化碳的运输和封存基础设施建设投入巨大，回本周期长。

全链条协同能力有待加强。 目前多数CCUS项目仍以捕集为主，利用和封存环节相对薄弱。业内人士指出，我国CCUS技术当前仍面临“低成本突破难、全链条协同弱、市场竞争力不足”三大核心挑战，制约产业向大规模商业化迈进。

市场竞争力不足。 在当前碳交易价格水平下，CCUS项目的经济性仍面临挑战。需要进一步完善碳市场机制，提升碳价信号对CCUS投资的引导作用。

4.2 未来展望

展望“十五五”及更长时期，CCUS有望在多个维度实现跨越式发展：

标准化与规模化并进。 12项国标的实施将统一技术规范、检测方法与评价标准，促进CCUS全链条技术创新和产业应用，助力CCUS从“工程示范”加速迈向“可复制的产业基础设施”。

商业模式创新突破。 河钢“捕获-转化-增值”的产业链闭环模式、胜利油田的“驱油封存+增产创收”双轮驱动模式，为CCUS的商业模式创新提供了可复制的范本。未来，CCUS项目将更加注重碳资产的运营与管理，将碳减排转化为可交易、可增值的碳资产。

产业链协同深化。 北京、江苏、河北等省市已出台CCUS专项扶持政策，地方层面的产业联盟、技术联盟正在加速形成，CCUS正在从单点突破走向系统集成、从企业试点走向产业集群。

国际合作空间广阔。 中国CCUS关键技术装备达到国际领先水平，已具备向全球输出“中国方案”的能力。依托“一带一路”绿色发展多边合作平台，中国CCUS技术和装备有望在更大范围内推广，为全球碳减排治理贡献中国智慧。

结语：从“减法”到“乘法”

传统的碳排放治理模式，本质上是做“减法”——投入成本、削减排放、降低环境负荷。而CCUS的价值创造路径，正在将这种“减法”升级为“乘法”。捕集的二氧化碳被转化为蛋白饲料、绿色建材、高纯化学品乃至驱油动力源，排放的“终点”成为资源再生的“起点”。

从河钢“点碳成金”到胜利油田驱油增产，从百万吨级煤电碳捕集到首个海上注碳增气项目，我国CCUS产业正在走出一条具有中国特色的“碳减排—碳利用—碳增值”融合发展之路。未来，CCUS将不再仅仅是工业降碳的“托底技术”，更将成为驱动循环经济、催生新兴业态的战略性产业。

正如河钢集团战略研究院刘金哲所言：“碳不再是负担，而是资源，是新价值的生产要素。”当碳成为“可循环、可增值”的战略资源，中国的碳中和之路，也将走得更稳、更远、更有底气。

本文数据来源：中国21世纪议程管理中心、市场监管总局、科技日报、中国能源报、人民网、新华网等公开报道，截至2026年4月。

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