碳捕集與封存

二氧化碳捕集封存技術減排技術。技術捕集、運輸及封存步驟，商業化二氧化碳捕集運營段，技術展較熟，二氧化碳封存技術各規模驗。

二氧化碳捕集式：燃燒捕集（-）、富氧燃燒（Oxy-fuel combustion）和燃燒后捕集（Post-combustion）。

燃燒捕集運IGCC（整體煤氣化聯合循環）系統中，將煤高壓富氧氣化變成煤氣，再經過水煤氣變換后將產生CO2和氫氣（H2），氣體壓力和CO2濃度都很高，將很容易對CO2進行捕集。剩下的H2可以被當作燃料使用。

該技術的捕集系統小，能耗低，在效率以及對污染物的控制方面有很大的潛力，因此受到廣泛關注。然而，IGCC發電技術仍面臨著投資成本太高，可靠性還有待提高等問題。

富氧燃燒採用傳統燃煤電站的技術流程，但通過制氧技術，將空氣中大比例的氮氣（N2）脫除，直接採用高濃度的氧氣（O2）與抽回的部分煙氣（煙道氣）的混合氣體來替代空氣，這樣得到的煙氣中有高濃度的CO2氣體，可以直接進行處理和封存。

歐洲已有在小型電廠進行改造的富氧燃燒項目。該技術路線面臨的最大難題是制氧技術的投資和能耗太高，還沒找到一種廉價低耗的能動技術。

燃燒后捕集即在燃燒排放的煙氣中捕集CO2，如今常用的CO2分離技術主要有化學吸收法（利用酸鹼性吸收）和物理吸收法（變溫或變壓吸附），此外還有膜分離法技術，正處於發展階段，但卻是公認的在能耗和設備緊湊性方面具有非常大潛力的技術。

從理論上說，燃燒后捕集技術適用於任何一種火力發電廠。然而，普通煙氣的壓力小體積大，CO2濃度低，而且含有大量的N2，因此捕集系統龐大，耗費大量的能源。

捕集到的二氧化碳必須運輸到合適的地點進行封存，可以使用汽車、火車、輪船以及管道來進行運輸。一般說來，管道是最經濟的運輸方式。2008年，美國約有5800千米的CO2管道，這些管道大都用以將CO2運輸到油田，注入地下油層以提高石油採收率（Enhanced Oil Recovery，EOR）

二氧化碳封存的方法有許多種，一般說來可分為地質封存（Geological Storage）和海洋封存（Ocean Storage）兩類。

地質封存一般是將超臨界狀態（氣態及液態的混合體）的CO2注入地質結構中，這些地質結構可以是油田、氣田、鹹水層、無法開採的煤礦等。IPCC的研究表明，CO2性質穩定，可以在相當長的時間內被封存。若地質封存點經過謹慎的選擇、設計與管理，注入其中的CO2的99%都可封存1000年以上。

把CO2注入油田或氣田用以驅油或驅氣可以提高採收率（使用EOR技術可提高30%~60%的石油產量）；注入無法開採的煤礦可以把煤層中的煤層氣驅出來，即所謂的提高煤層氣採收率（Enhanced Coal Bed Methane Recovery，ECBM）。

然而，若要封存大量的CO2，最適合的地點是鹹水層。鹹水層一般在地下深處，富含不適合農業或飲用的鹹水，這類地質結構較為常見，同時擁有巨大的封存潛力。不過與油田相比，人們對這類地質結構的認識還較為有限。

海洋封存是指將CO2通過輪船或管道運輸到深海海底進行封存。然而，這種封存辦法也許會對環境造成負面的影響，比如過高的CO2含量將殺死深海的生物、使海水酸化等，此外，封存在海底的二氧化碳也有可能會逃逸到大氣當中（有研究發現，海底的海水流動到海面需要1600年的時間）。總體來說，人們對海洋封存的了解還是太少。

國際上正在開展的CCS項目有很多，其中比較著名的是：

美國未來發電計劃（FutureGen）

項目原打算在一個260MW的IGCC電廠測試碳捕集技術和CCS系統，目標是將電廠廢氣減少到近零排放的水平。2008年6月30日美國能源局宣布將重新整合未來煤電計劃。美國能源局將只贊助CCS系統，而不再向IGCC電廠投資。

挪威Sleipner項目

Sleipner項目開始於1996年，是世界上首個將CO2封存在地下鹹水深層的商業實例，由挪威國家石油公司運營。該項目每年可封存100萬噸CO2。

德國黑泵電廠項目

這是世界上首個能捕集和封存自身所產生的CO2的燃煤電廠，於2008年9月9日由瑞典瀑布電力公司在德國東北部的施普倫貝格動工建設，電廠裝機容量為30MW。

此外，中國已經於2008年在北京一個熱電廠改造了CO2捕集設備，更多的CCS項目正在規劃中：

華能-CSIRO燃燒后捕集示範項目

該示範項目由澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）、中國華能集團公司以及西安熱工研究院（TPRI）聯合建設。該項目是對華能北京高碑店熱電廠進行碳捕集改造，設計CO2回收率大於85%，年回收CO2能力為3000噸。該示範項目已於2008年7月16日正式投產。

華能上海石洞口第二電廠

華能上海石洞口第二電廠碳捕獲項目是在其二期新建的兩台66萬千瓦的超超臨界機組上安裝碳捕集裝置，該裝置總投資約1億元，由西安熱工研究院設計製造，處理煙氣量為66000標準立方米/小時，約佔單台機組額定工況總煙氣量的4%，設計年運行時間為8000小時，年生產食品級二氧化碳10萬噸。該項目已於2009年12月30日投入運營。

中電投重慶合川雙槐電廠

中電投重慶合川雙槐電廠是在一期兩台30萬千瓦的機組上建造碳捕集裝置，總投資約1235億元，由中電投遠達環保工程有限公司自主研發設計，年處理煙氣量為5000萬標準立方米，年生產工業級二氧化碳1萬噸。該碳捕集項目於 2010年1月20日投入運營。

中英碳捕集與封存合作項目（NZEC）

中英煤炭利用近零排放合作項目（Near Zero Emissions Coal）旨在應對中國日益增加的燃煤能源生產和二氧化碳（CO2）排放。英國計劃通過三個階段實現NZEC示範的目標。第一階段，研究在中國示範和發展CCS技術的可行性方案；第二階段，進一步開展CCS技術的開發工作；第三階段，在2014年之前建成CCS技術示範電廠。

中英煤炭利用近零排放項目（COACH）

中英煤炭利用近零排放項目（COoperation Action within CCS CHina-EU）旨在促進中歐碳捕集與封存（CCS）領域的合作。現今中國計劃在2010年之前建造一座具備CO2捕集與封存技術的燃煤電廠，COACH項目將為這一計劃提供必要的技術支持。

綠色煤電計劃（Greengen）

綠色煤電計劃是中國華能集團公司於2004年提出的，計劃的總體目標是研究開發、示範推廣以煤氣化制氫、氫氣輪機聯合循環發電和燃料電池發電為主、並對污染物和CO2進行高效處置的煤基能源系統；大幅度提高煤炭發電效率，使煤炭發電達到污染物和CO2的近零排放。2009年7月6日，綠色煤電天津IGCC示範電站開工建設，總投資21億元，採用華能自主研發的具有自主知識產權的每天2000噸級兩段式干煤粉氣化爐，首台機組將於2011年建成。

2012年8月6日，中國首個二氧化碳封存至地下鹹水層的全流程示範工程建成投產一年多來，已累計封存二氧化碳4萬多噸，取得了碳捕獲與封存（CCS）技術領域的突破性進展。

這個由中國最大的煤炭企業神華集團實施的10萬噸/年“CCS”示範項目，是中國百萬噸級煤直接液化示範項目的環保配套工程，被列為國家科技支撐計劃重點科研項目。這個示範項目實現長周期運行，將為中國建設煤基低碳能源系統作出積極的探索，有助於其在清潔利用煤炭資源和溫室氣體減排方面做出更多貢獻。

2019年5月，原神華集團（2018年已併入國家能源集團）承擔實施的中國首個10萬噸/年二氧化碳捕集和封存全流程示範項目進展順利，近期已開始研究制定相關技術標準。這是中國實施的首個地下鹹水層二氧化碳封存項目，也是目前（2019年5月）亞洲唯一的10萬噸級地下鹹水層二氧化碳封存項目。

二氧化碳捕集利用與封存已經安全投入商業運營45年，至2018年底全球將有21座大規模CCS設施投入運行，每年將捕集3700萬噸二氧化碳。中國也在積極推進CCUS，已建成十多個千噸級以上規模的中試和示範項目。

二氧化碳捕集方面，參與者以燃煤電廠和煤化工企業為主，2009年華能公司在上海石洞口第二電廠實施了10萬噸/年CO2捕集示範項目；國家電力投資集團投資建設的重慶合川雙槐電廠1萬噸/年CO2捕集工業示範項目於2010年1月正式投運。

2018年1月15日，華潤海豐電廠碳捕集測試平台EPC總承包項目開工。華潤海豐正在建設華南地區首個燃煤電廠碳捕集和利用示範項目，二氧化碳捕集能力達到2萬噸，預計2019年運行。

《巴黎協定》於2015年12月在巴黎氣候變化大會上達成，主要目標是將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2攝氏度以內。中國政府承諾，2030年單位GDP的二氧化碳排放將比2005年減少60%-65%。