減少碳排放，實現碳中和，是應對氣候變化、實現人類可持續發展的重要舉措。

不久前，我國提出，“將提高國家自主貢獻力度，采取更有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。

“在2060年實現碳中和的目標下，以化石能源結構為主的能源結構必然發生革命性的變化。”中國石油大學（北京）教授、溫室氣體封存和石油開采利用北京市重點實驗室主任彭勃告訴《中國科學報》，“在能源結構由化石能源向可再生能源，以及更高效能源體系轉換的過程中，CCUS（碳捕集利用與封存）技術意味著更多的機會和挑戰。”

碳中和帶來挑戰與機遇

氣候變化是21世紀人類面臨的嚴峻挑戰，是影響人類可持續發展的共性問題，積極應對氣候變化已成為全球普遍的共識和大勢所趨。

在近日由中國石油大學（北京）、中國環境學會碳捕集利用與封存專業委員會主辦的“2060碳中和：碳捕集利用與封存機遇與挑戰”會議上，中國工程院院士、中國石油大學（北京）副校長李根生表示，我國宣布2060年前實現碳中和，體現了我國實施的積極應對氣候變化戰略，彰顯了我國負責任大國形象，同時也預示著新一輪科技革命和產業變革的歷史性機遇。

碳中和是指通過植樹造林、節能減排等形式，以抵消產生的二氧化碳排放量，實現二氧化碳“零排放”。

“實現2060年碳中和目標，對于當前的經濟結構和技術水平具有挑戰性。”中國環境學會碳捕集利用與封存專業委員會秘書長張九天表示，碳達峰和碳中和對我國的經濟產業、能源體系和科學基礎的要求截然不同，碳達峰的實現需要現有發展路徑的調整，而碳中和則完全需要經濟和能源系統的重構。

歐亞科學院院士何建坤也指出，我國要實現2030年碳達峰目標和2060年碳中和的愿景，任務緊迫、挑戰嚴峻。“實現碳中和目標將倒逼我國實現經濟產業發展和能源結構的轉型，引領世界經濟技術變革的潮流。”

“‘十四五’時期將是我國加快氣候行動的關鍵期，為實現碳達峰和碳中和目標的氣候政策部署刻不容緩。”國家應對氣候變化中心副主任馬愛民強調，在政策激勵的同時，加強低碳發展的關鍵技術、前沿技術創新，擴大低碳技術應用，是實現長期目標的關鍵。

推進CCUS技術創新應用

碳捕集利用與封存（CCUS）是指將二氧化碳從排放源中分離后，或轉化利用，或直接封存，以實現二氧化碳減排的技術過程。碳捕集利用與封存技術是國際公認的能夠實現化石能源大規模直接減排和低碳利用的技術，是我國實現碳中和目標技術組合中的重要構成部分，是各國碳中和目標實現的重要支撐。

彭勃介紹，目前CCUS技術的規模化應用，重點是將捕集的二氧化碳與提高石油采收率相結合，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到采油等新的生產過程中，實現二氧化碳的循環再利用，而不是簡單地對二氧化碳進行封存。與此前的技術相比，CCUS技術可以將二氧化碳資源化，并產生一定的經濟效益，因而更具有現實操作性。

同時，隨著技術的進展，將CCUS技術應用與非常規油氣資源開發相結合，可實現非常規油氣資源綠色開發；將CCUS技術與氫能技術結合，可提升藍氫的比例。這些都是CCUS技術創新的方向。

我國能源結構以煤為主，2019年煤炭占能源總量的58%左右，二氧化碳減排壓力巨大；從發展趨勢看，雖然非化石能源的能源占比逐漸加大，但以煤為主的化石能源仍然具有重要作用，預測到2050年，占比仍然在10-20%，只有通過CCUS才能實現這部分化石能源的凈零排放。

“開展CCUS大規模部署應用，有利于二氧化碳減排和碳中和目標的實現。”彭勃表示，CCUS的規模化部署，在實現二氧化碳減排效益的同時，還將為能源結構的調整和綠色低碳轉型提供緩沖時間，并且也將開拓新的就業領域，推動國家經濟綠色低碳發展。

油氣行業是國家重要的減排行業之一。在油氣勘探開發、管輸儲運、煉制化工等環節開展CCUS技術應用，將使CCUS產業實現突破。此外，火電、鋼鐵、水泥等行業，CCUS也有非常大的應用前景。

目前，彭勃帶領團隊正立足CCUS技術在油氣行業的研發和應用，積極推動CCUS在典型行業和區域和的發展。“二氧化碳捕集后，可以注注入油藏驅油，代替傳統的用水驅油的方式，且二氧化碳驅油在一些方面具有更好的特性。特別是在低滲和頁巖油氣開發中，二氧化碳能較常規水驅更具優勢，應用的需求更為迫切。”

彭勃介紹，二氧化碳驅油，既可以提高油田的采收率，也可以創造社會效益、增加經濟效益，是CCUS技術應用的代表性場景。

不過，CCUS技術目前還存在技術單元多、路線長、成本高等局限，亟待更多的政策支持、技術研發和優化，以及體制和機制的創新。

目前，彭勃團隊在CCUS領域的研究，覆蓋基礎理論、技術研發和工業示范等，形成了二氧化碳鋪集、運輸、利用、封存的各技術單元以及全鏈條技術積累，并實現了技術的示范應用。

例如，在二氧化碳捕集方面，彭勃團隊與新疆油田等企業合作，設計建設了二氧化碳排放收集設施，為CCUS技術在鋼鐵和化工行業應用提供了經驗。在二氧化碳驅油方面，彭勃團隊與吉林油田、勝利油田等合作，利用二氧化碳驅油提高采收率。

受油氣應對氣候變化倡議組織（OGCI）委托，中國石油大學（北京）和英國愛丁堡大學合作完成了“OGCI CCUS商業化白皮書（II）”。在“2060碳中和：碳捕集利用與封存機遇與挑戰”會議上，彭勃教授和合作者梁希教授共同發布了白皮書相關內容。

“這份白皮書評估了當前氣候變化背景和油氣行業發展背景下的中國發展CCUS的角色與重要性，分析中國CCUS發展現狀與挑戰，對下一步推動中國CCUS的部署給出行動建議并形成了中國CCUS商業化路線圖。”彭勃介紹。

強化CCUS技術重點難題攻關

“CCUS技術目前已經開展相關的研發和示范，但大規模的推廣與應用仍然面臨政策、技術、機制等多方面的挑戰，需要各方面共同努力進行推動。”馬愛民表示。

例如，CCUS在油氣行業應用，也存在如何降低成本、如何提升和評估二氧化碳封存安全性、如何實現二氧化碳資源化轉變等難題。

“二氧化碳在捕集時，其實也是一個耗能的過程，如何降低能耗和成本？二氧化碳封存到地下，其安全性如何，有什么手段來評估安全性？二氧化碳封存到地下，不是CCUS技術的目標，我們的目標是希望二氧化碳封存后能轉化成對人類有用的資源。”彭勃說，這些重點關鍵問題，都需要開展基礎性、前沿性的研究攻關。

彭勃團隊正瞄準“二氧化碳地下封存和驅油地質理論和技術”、“二氧化碳驅油過程中的油藏工程學理論和技術”、“二氧化碳在封存與驅油過程中物理化學理論和技術”、“CCUS在非常規油氣開發”以及“CCUS與氫能技術的耦合”等開展深入研究。

“中國石油大學（北京）將積極發揮在CCUS領域長期學術積累與成果、學科優勢與特色，推進我國CCUS技術的發展。”李根生說，中國石油大學將按照“搭建大平臺、承擔大項目、凝聚大團隊、取得大成果、做出大貢獻”的思路，不斷提高科技創新能力和綜合科研水平。

科技部中國21世紀議程管理中心社會處副處長張賢強調：“在2060碳中和目標下，CCUS技術發展，需要將科研工作與國家重大需求緊密結合，并充分發揮科技創新的推動作用。”

“在2060碳中和目標下，國家將進一步加強碳CCUS政策頂層設計。”生態環境部應對氣候司綜合處處長丁輝表示，下一步我國將進一步規范CCUS技術標準，不斷加強CCUS技術研發和儲備，鼓勵和支持CCUS大型項目的建設和示范推廣，廣泛開展CCUS領域國際交流和務實合作，推進綠色金融與CCUS結合和CCUS商業化部署。