碳捕获与封存技术【演示文档课件】

20XX/XX/XX碳捕获与封存技术汇报人:XXXCONTENTS目录01

气候变化背景02

技术原理与流程03

应用现状与案例04

面临挑战与瓶颈05

未来技术突破06

政策路径展望气候变化背景01全球二氧化碳排放现状排放总量持续攀升国际能源署2023年数据显示，全球能源相关CO₂排放达374亿吨，较2022年增长1.5%，燃煤电厂贡献60%排放量，但当前捕集率不足5%。行业分布高度集中电力与工业部门合计占全球排放72%，其中中国煤电2023年排放112亿吨，占全国总排放45%；美国钢铁、水泥行业单位产值碳强度为中国的1.8倍。区域减排压力差异显著欧盟2023年碳价达95欧元/吨，德国CCS项目投资额占全球28%；而东南亚国家2024年CCUS项目数为零，人均碳排放仅为欧美1/5。气候变化带来的压力

极端天气事件频发2024年全球因气候灾害造成经济损失超3200亿美元，其中中国华北洪涝致CCUS示范项目停工17天，挪威Sleipner封存区监测到微震频次同比上升40%。

生态系统服务功能退化IPCCAR6指出，升温1.5℃已致全球珊瑚白化率升至76%，澳大利亚大堡礁2024年修复工程首次引入CCUS封存CO₂强化碳酸盐沉积，覆盖面积达2.3平方公里。碳减排的紧迫性净零目标倒逼技术加速IEA测算，若要实现2050年净零，全球CCUS应用规模需扩大100倍以上；2024年中国CCUS减排需求达2400万吨/年，较2021年增长300%。时间窗口急剧收窄联合国环境署《排放差距报告2024》警示，当前各国NDC承诺仅能实现升温2.5℃路径，距1.5℃目标缺口达230亿吨CO₂/年，亟需CCUS填补负碳缺口。多行业脱碳刚性约束中国“十四五”规划明确火电2025年单位供电煤耗降至295克标煤/kWh，倒逼华能泰州电厂等12家燃煤电厂2024年启动CCUS改造，总投资超86亿元。CCUS成为核心方案原因01全链条减碳不可替代性CCUS是唯一可实现化石能源深度脱碳的技术路径，2024年NetPower零排放天然气电厂捕集率达99%、发电效率60%，较传统电厂提升20个百分点。02负碳潜力支撑碳中和BECCS与DAC构成负碳主力，2024年全球BECCS/DAC项目签署碳去除协议近600万吨，占全年碳信用交易量75%，较2023年翻倍。03多场景协同增效优势CCUS与氢能、储能耦合形成低碳系统，中国石化齐鲁石化—胜利油田项目2024年实现“捕集—驱油—封存”一体化，年封存超100万吨，提高原油采收率12.6%。04政策与市场双轮驱动2024年全国碳市场重启后，CCUS减排量正式纳入核证范围，首单交易价格达82元/吨；内蒙古对示范项目给予0.15元/kWh电价补贴，拉动投资增速达41%。技术原理与流程02捕获技术方法

01化学吸收法主导工业应用胺液吸收法仍占全球捕集项目78%，中国石化镇海炼化“低温循环胺法”2024年试点捕集效率达90%以上，能耗下降70%，抗腐蚀性提升3倍。

02物理吸附与膜分离加速迭代膜法能耗比胺法低35%，中研普华预测2029年市占率将达20%；冰岛Carbfix联合MIT开发新型MOF材料，2024年实验室CO₂穿透容量达4.2mmol/g。

03直接空气捕集（DAC）突破临界点瑞士Climeworks“Orca2”工厂2024年产能达10万吨/年，成本降至250美元/吨，较2020年下降58%，其吸附剂再生能耗控制在1.2GJ/吨CO₂。运输方式特点管道输送成主干网络美国TalosEnergy2024年建成15MPa高压管道，输送距离1000公里、损耗率<0.5%；中国国家管网规划2027年前建成覆盖30个项目的碳运输网，年运力超500万吨。船舶运输支撑跨境布局道达尔挪威DAC项目依赖挪威国家石油船队，2024年完成首航，单船载量12万吨CO₂，海运成本降至18美元/吨，较管道短途运输低22%。多式联运提升系统韧性神华宁煤集团2024年建成“铁路+管道”双通道，银川至鄂尔多斯段铁路运输成本35元/吨，较纯管道建设节省初期投资4.2亿元，应急响应时效提升60%。封存方式类别

地质封存占据绝对主流全球70%以上封存量来自深层砂岩地层，挪威Sleipner项目2024年累计封存超2000万吨，监测显示泄漏率低于0.001%/年，获IEA“黄金标准”认证。

矿化封存实现永久固碳冰岛Carbfix技术2024年将CO₂注入玄武岩层后90%在2年内矿化为碳酸盐，封存成本降至20美元/吨，已推广至美国怀俄明州3个新项目。

海洋与人工合成并行探索道达尔-Ifremer海底沉积物封存技术2023年完成万年级稳定性验证，2024年启动加里曼丹岛先导试验，预计2026年实现商业化封存。

利用型封存拓展价值链美国LanzaTech微生物转化技术2024年将钢厂尾气CO₂制乙醇，成本比传统发酵法低30%，已供应可口可乐包装材料，年消纳CO₂达12万吨。各环节技术细节烟气预处理精度提升华能泰州电厂采用TDLAS激光光谱仪实时监测烟气成分，2024年预处理后SO₂残留<2mg/Nm³，保障胺液寿命延长至18个月，溶剂补充频次下降65%。再生工艺能耗优化中国冰碳科技2024年化学吸收法再生温度从110°C降至85°C，能耗降低30%，捕集成本压缩至150元/吨，较行业均值低42%。压缩与液化能效突破沙特阿美2024年部署多级离心压缩机组，CO₂压缩功耗降至0.28kWh/kg，较传统活塞式压缩机节能27%，已在阿布扎比AlReyad项目满负荷运行。全流程智能监控体系中石化齐鲁项目2024年上线AI数字孪生平台，集成217个传感器实时追踪注入压力、温度、流速，异常响应时间缩短至8秒，封存安全等级达ISO27916ClassA。应用现状与案例03全球项目开展情况项目数量与产能双增长

IEA2024年报告显示，全球CCS项目年产能达5000万吨，较2020年增长233%；2024年新增项目投资额150亿美元，DAC领域占比达41%。区域发展呈现梯队格局

欧美主导技术前沿：美国2024年运营项目32个，占全球41%；中东加速追赶，沙特2024年启动Jafurah气田CCUS集群，规划封存能力1000万吨/年。技术路线多元化演进

燃烧后捕集占存量项目68%，但燃烧前与富氧燃烧项目2024年增速达53%；英国Drax电厂2024年投运全球首个生物质燃烧前CCUS，年负排放达200万吨。中国示范项目成果

全链条工程化能力成熟国家能源集团宁夏300万吨/年CCUS示范项目2024年完成中交，集成国产化率92.7%，压缩机、监测设备等核心部件全部自主可控。

多行业规模化落地截至2024年Q1，中国已投运CCUS项目98个，覆盖电力、煤化工、油气等12个行业；华能上海石洞口电厂项目捕集量50万吨/年，减排成本降至100元/吨。

产业集群初具规模新疆准噶尔盆地2024年封存能力达350万吨/年，建成国内首个百万吨级CO₂-EOR示范区；陕西榆林“捕集—化工利用”模式实现甲醇产量提升18%，碳利用率达63%。国外成功项目模式

雪佛龙PiperRiver长周期验证加州PiperRiver项目2024年稳定运行满20年，采用“燃烧后捕集+管道运输+枯竭油气田封存”，封存效率99.5%，累计封存1870万吨CO₂。

道达尔挪威DAC海陆协同道达尔2024年在挪威启用DAC+海上运输+海底封存模式，膜分离捕集成本50美元/吨，依托国家石油公司船队实现跨海运输，单次封存量达8万吨。

英国Drax生物质负碳实践Drax电厂2024年投运BECCS设施，年处理生物质250万吨，捕集CO₂200万吨，经铁路运至北海海底盐穴封存，获UKETS首批负碳信用认证。国内产业集群分布

西北封存资源高地新疆已探明适宜封存地质体超1000亿吨，2024年克拉玛依油田CCUS项目封存量达126万吨，占全国总量17%，监测井网密度达3.2口/平方公里。

东部应用创新前沿山东推动燃煤电厂CCUS改造，2024年华电青岛电厂项目投运，采用“低温胺法+余热回收”，捕集能耗降至1.8GJ/吨，较常规项目低39%。

中部技术集成枢纽陕西榆林2024年建成CCUS中试基地，集成12家高校研发的新型吸附剂、压缩机与监测设备，技术验证周期缩短至4个月，成果转化率提升至68%。面临挑战与瓶颈04技术瓶颈（能耗高）

捕集环节能耗占比突出捕集环节占CCUS总能耗70%以上，2024年燃煤电厂加装CCUS后供电煤耗平均增加45克/千瓦时，导致发电效率下降20–30个百分点。

系统能效优化空间巨大中研普华2024年调研显示，现有项目热集成率不足35%，若全面应用低温余热驱动再生工艺，整体能耗可再降25%，对应减排成本下降18%。技术瓶颈（捕集剂再生难）胺液降解与腐蚀难题传统MEA胺液在110°C再生时年降解率达8–12%，需每6–8个月补充30%溶剂；中国石化天津分公司2024年试点新型哌嗪基溶剂，降解率降至1.3%。再生设备寿命受限再生塔再沸器因高温胺液冲刷，平均使用寿命仅3.2年；华东理工2024年开发陶瓷内衬再生塔，2024年中试数据显示寿命延长至7.5年，维护成本下降52%。经济成本压力

全生命周期成本居高CCUS平均成本35–100美元/吨，其中煤化工领域捕集成本105–250元/吨，虽低于国际350元水平，但较风电光伏度电成本仍高2.3倍。

投资回收周期过长典型项目静态回收期达12–18年，2024年神华宁煤项目测算IRR仅4.1%，远低于能源行业基准收益率8%；碳价需超300元/吨方具经济可行性。

源汇错配抬升隐性成本中国东部高排放区与西北封存盆地平均距离1200公里，2024年跨省管道建设成本达1200万元/公里，运输成本占总成本35%，较源汇匹配项目高2.1倍。公众接受度问题

邻避效应制约项目落地欧洲35%CCS项目因社区反对延迟，德国汉堡2024年Vattenfall封存项目遭7万人联署抗议，主因公众担忧地质风险与生态影响。

科普缺位导致信任赤字中国科协2024年调查显示，公众对CCUS认知率仅29%，误认为“CO₂封存等于定时炸弹”者达41%；江苏泰州电厂开放日接待超1.2万人次，信任度提升37%。源汇错配难题

地理空间严重割裂中国87%高排放源位于东中部，而76%适宜封存构造集中在新疆、鄂尔多斯、松辽三大盆地，2024年跨区域运输需求达3200万吨/年，但管网覆盖率不足15%。

基础设施统筹滞后国家管网2024年碳运输专项规划尚未出台，地方各自为政导致管道接口标准不一；陕西与内蒙古2024年联合申报的蒙陕联络线因管径差异搁置审批。未来技术突破05新型捕集技术研发

第二代吸附剂加速商用中科院大连化物所2024年推出Cu-MOF-74改性材料，在15%CO₂浓度下吸附容量达3.8mmol/g，再生能耗仅0.8GJ/吨，已进入华能50万吨项目中试阶段。

化学链燃烧技术突破清华大学2024年完成化学链燃烧中试，燃料反应器温度稳定在950°C，CO₂浓度达95%，无需额外分离，系统能耗降低41%，预计2026年示范应用。

生物启发捕集新路径浙江大学2024年仿生碳酸酐酶涂层膜实现常温捕集，2024年实验室测试捕集速率提升至2.1mmol/m²·s，较传统膜高3.6倍，抗水汽干扰能力达行业领先。运输与封存技术改进

高压密相输送普及美国2024年新建管道100%采用12–15MPa密相输送，损耗率控制在0.3%以内；中国国家管网2024年制定《CO₂管道设计规范》，强制要求压力≥10MPa。

智能封存监测升级挪威Equinor2024年部署光纤DAS+四维地震联合监测系统，2024年Sleipner项目实现毫米级位移识别，泄漏预警时间提前至72小时以上。

海底封存工程化提速道达尔-Ifremer合作项目2024年完成加里曼丹岛海底钻孔封存试验，单井封存能力达50万吨/年，2025年将启动百万吨级商业封存。系统集成与优化方向

热—电—化多能耦合中国石化2024年在天津建成“CCUS+绿电+绿氢”集成平台，利用弃风弃光电驱动压缩与电解，使综合能耗下降28%，碳足迹降低43%。

模块化装备降本增效中集安瑞科2024年推出撬装式捕集装置，占地减少65%，建设周期压缩至6个月，已在河南心连心化工项目应用，投资成本下降22%。

数字孪生全周期管控国家能源集团2024年上线CCUS数字孪生系统，集成地质建模、设备健康、碳流追踪等12个子系统，运维效率提升20%，故障停机率下降57%。智能化与自动化趋势AI驱动工艺动态优化华为云联合华能2024年部署“智碳大脑”，基于10万组工况数据实时调优胺液流量与再生温度，2024年泰州电厂捕集能耗波动率降至±1.2%。机器人巡检替代高危作业中石化胜利油田2024年投运CO₂注入井智能巡检机器人，搭载激光甲烷检测与声波泄漏定位，巡检效率提升5倍，人工高危作业减少83%。政策路径展望06国家政策支持方向

顶层设计持续强化《“十四五”现代能源体系规划》明确2025年CCUS示范项目超200个；2024年国家发改委设立100亿元CCUS专项基金，重点支持燃烧后捕集与地质封存。

财政金融工具创新国家开发银行2024年推出“碳减排支持工具”，对CCUS项目提供LPR-50BP优惠贷款；内