CO2捕捉與封存（CCS）技術當前被認為是短期之內應對全球氣候變化最重要的技術之一。CCS技術分為捕捉、運輸和封存三個環節。對于CO2捕捉，目前已掌握的三種方法是燃燒后捕捉、燃燒前捕捉和富氧燃燒捕捉。CO2的封存方式分為四種，一是通過化學反應把CO2轉化成固體無機碳酸鹽；二是工業應用，直接作為多種含碳化學品的生產原料；三是注入海洋1000m深處以下；四是注入地下巖層。

排放形式嚴峻

中國是全球最大的煤炭生產和消費國，是僅次于美國的第二大電力生產和消費國，在我國耗煤最多的正是電力行業，大規模的火電發展，導致大量CO2排放，造成巨大的環境影響。隨著世界對全球氣候變暖問題越來越關注，我國承受的國際壓力也越來越大。

盡管中國在過去關停的小火電裝機容量相當于整個澳大利亞的電力裝機容量，每年可以減少1.1億t的CO2排放，但當前情況仍然嚴峻。據2008年統計數據，中國十大發電集團總耗煤量超過5.9億t，占全國煤炭總產量的1/5。這是綠色和平組織發布的《中國發電集團氣候影響排名》中透露出的信息。據披露，十大發電集團的耗煤量占了全國煤炭總產量的20%。

若按耗煤量以及2008年CO2排放量統計，排名最前的是華能、大唐和國電。這三家CO2排放總和已經超過同年英國全國的溫室氣體排放量水平。

全球CO2的排放量正以每年3%的速度增長，到2030年將達到每年120億t，到本世紀末將超過200億t。按照這個速度發展下去，到2100年，整個地球的氣候條件將逐步接近史前年代：大氣層和金星的大氣層類似，CO2取代N2成為主要成分；溫室效應造成的高溫將不適合任何動物的生存，人類社會則將在這一進程中崩潰。

由于煤炭的儲量豐富且價格低廉，很長一段時間內,其在能源消耗構成中依然會占有很高的比例，而應用于燃煤發電廠的CCS技術最高捕捉效率高達90%，因此各國都視之為應對氣候變化的最佳方案之一。

目前CCS技術仍處于試驗階段，技術上的不成熟所導致的高成本致使CCS難以大規模的推廣。麥肯錫估計捕捉和處理CO2的成本大概在75~115美元/t，與開發風能、太陽能等新能源的價格相比并不具備太大的競爭優勢。此外，由于被捕捉的CO2工業應用前景非常差，封存是CO2捕捉的最終路徑。

CO2捕捉及封存技術陸續試點

作為補救措施之一，人類已經開始嘗試將CCS技術化作為一種服務產品推向前臺，并已經在部分地區進行試點。

目前在歐盟各國如英國、法國、德國、意大利、西班牙、瑞典、挪威與荷蘭，都能夠看到CCS項目的身影。這些國家都是CCS技術的最早探索者和擁有者。德國萊茵集團（RWE）、法國道達爾集團、雪佛龍集團、意大利國家電力公司（Enel）、英國石油公司（BP）和英荷殼牌石油公司等著名跨國企業都已經宣布了CCS技術研發計劃，這些公司都期待在不久的將來，CCS技術能實現商業化運作。

瑞典能源巨頭——瀑布能源公司（Vattenfall）從2001年就開始研究CCS技術，為此已投入了7000萬歐元，成為世界上第一個開始運作CCS試驗工廠的企業。

瀑布能源公司在德國東北部勃蘭登堡州建立了世界上第一家應用CO2捕捉及封存技術的試驗性煤電廠。該公司2008年宣布，計劃2013年之前在丹麥建設一個CCS示范工廠——北日德蘭電站。

英國政府已經決定要在2014年之前投入10億英鎊建立一個CCS示范工廠。政府作為投資方，已經出臺了競標機制。

除了瑞典、英國這樣的典型外，CCS項目已經在歐洲遍地開花。法國的道達爾集團在法國西南部建立的Lacq試驗工廠，是世界上首個包含了CO2捕捉、運輸和地下封存全過程的CCS項目，其一體化程度前所未有。　　

歐洲委員會宣布投入14億美元在歐洲各國建立13個CCS示范工程，大大超過了對風電以及其他新能源技術的投資。美國能源部也計劃在未來10年內投入4.5億美元，在美國7個地區進行CCS項目實驗。

目前主要有三種CO2捕捉工藝，即后燃燒捕捉、燃燒前捕捉和含氧燃料燃燒捕捉工藝。其中燃燒前捕捉工藝只能用于新建發電廠，而另外兩種技術則可同時應用于新建和既有發電廠。德國和英國的試驗項目都屬于新建電廠，而另外兩種技術的應用現在更為普遍。

CCS技術將成為最終選擇

氣候組織中國項目發展經理尹樂認為，中國在節能減排和發展可再生能源方面的努力彰顯著中國應對氣候變化的國家意志和國家力量。中國通過節能減排和發展可再生能源所可能帶來的CO2減排潛力，將在2030年前后被發掘殆盡，這意味著屆時CCS將成為最終選擇。但是，與其他新技術在其初始階段一樣，CCS技術現在并不具備被大規模推廣使用的條件，還需要在技術、政策和資金支持等方面做好準備。

中國一方面需要加強國際合作引進技術，促進CCS技術的商業化發展；另一方面要加快自主研發，通過試點，掌握核心技術和流程，建立自己的CCS項目。

CCS技術的應用可能對中國溫室氣體總量減排起到決定性作用，同時也可能形成一個產業。這對于以煤炭為主要能源的中國，將有不可估量的意義。

重點項目

全球最大的燃煤發電廠CO2捕捉項目落戶上海，華能石洞口第二電廠CO2捕捉項目2009年7月份在上海開工，預計年捕捉10萬t 的CO2，2009年底建成。

石洞口項目負責人，西安熱工研究所有限公司總工程師許世森告訴記者，目前正在建設的石洞口項目總投資1.5億元，只捕捉不封存。這是華能CO2捕捉的第二個項目——第一個項目位于北京高碑店，其每年約排放400萬t的CO2，CO2捕捉系統能夠捕捉其中的0.075%，約3000t，而捕捉能耗占電廠能耗比例則在30%以上。

由于CO2捕捉技術仍然不成熟，國家氣候中心副主任、清潔發展機制執行理事會副主席呂學都對華能石洞口項目評價說，即使年捕捉10萬t，那也是個試驗。

與呂學都不同，許世森對CO2捕捉的未來很樂觀。華能高碑店項目也是由西安熱工研究所有限公司承擔。許世森介紹說，華能高碑店燃煤電廠配套CO2捕捉裝置，已經順利運行一年多，可以算得上世界上運行時間最長的燃煤電廠CO2捕捉裝置。

“項目捕捉而得的CO2能夠達到食品級的標準，在銷售給中間商后，獲得了雙倍利潤。”許說，目前北京對CO2的市場需求量是6萬t，因此高碑店燃煤電廠所捕捉的CO2很容易就能被市場消化。截至2009年春節，高碑店CO2捕捉系統運行穩定。

此外，許世森介紹說，石洞口項目和高碑店項目均采用燃燒后CO2捕捉，對于原來的電廠沒有改變任何部分，僅僅是增加了一個捕捉裝置。“石洞口項目，我們認為會運轉得比較好的，捕捉率應該會在80%以上，CO2純度會在99.6%以上。”許說。此外，石洞口第二電廠收集的CO2仍然將沿用高碑店模式，加以工業利用——目前市場上，食品級CO2的市場價格約為1200元/t。但這個工業CO2市場仍然偏小，據悉，目前全球CO2工業利用量大約是每年1億~1.5億t/年，中國則更小。

此外，許也承認，CO2捕捉本身都非常耗能，因為要在現有的裝置上增加設備，都是要增加負擔的，捕捉CO2肯定是要付出代價的。“但既然要遏制全球變暖，也要付出代價。”許說。

許世森算過一筆賬：“發電廠做這樣的項目，發電成本起碼要提高20%~30%，比如說原來發一度電可能要3~4角，現在就要提高20%~30%的價格。能耗方面，如果電廠要收集CO2，我們算過，發電效率要降低8%~10%，能耗對發電的影響是很大的，所以說，減排CO2是需要付出代價的。石洞口二廠也只是一年收集10萬t的CO2，也不是全電廠收集。” 另外，高碑店電廠把捕集的CO2賣掉，并沒有封存，也不能算做減排。

發展面臨瓶頸

技術和資金是目前各國發展CCS技術面臨的主要瓶頸。目前，雖然CO2的捕捉和運輸技術都比較成熟，地質埋存也有先例，但到目前為止，全世界還沒有一座大型的完整的CO2捕捉、運輸到封存的產業鏈系統。CCS技術還沒有明確的商業應用模式，即對捕捉的CO2商業應用手段有限。

相關專家指出，為了捕捉CO2，發電廠需要更多的燃料，這將消耗更多的成本。另外發電廠的投資成本也要增加，因為必須增加額外的設備來捕捉CO2。所以CCS項目增加的不僅僅是發電的投資成本，還有運營成本，而封存成本也十分高昂。同時，CCS的大規模推廣又依賴于大型示范工程經驗的積累。

解決途徑與前景

解決這一系列問題，必須依賴各國政府的政策、資金支持和國際間合作。尹樂說：“No policy，no CCS。”2009年G8會議提出，在2010年以前，由各國政府支持在全球范圍內建設20個CCS示范項目，以保證到2020年時實現CCS技術商業化。而CCS技術動輒成百上千億美元的投資，根本不是發展中國家承擔得起的。

若中國決定推動封存成為其減少排放的主要努力措施，則存儲需求將非常龐大。據中英煤炭利用近零排放項目（NZEC）近期的一項研究表明，40年使用期限的電廠將可產生約2億t的CO2。2009年中國的發電裝機容量達8.74億kW，并預計將在2020年達到16億kW。

然而一些地質預測較為樂觀，美國自然資源保護委員會的一份報告稱，中國具備在地下或海床下存儲30?660億t氣體的潛能，相當于逾400年目前的排放量。報告并稱，中國逾90%的CO2主要生成中心距離大型地下儲存基地的距離不超過160km，但這些潛在儲存容量的99%是處于鹽堿含水層，這一儲備選項尚未經過充分研究。

盡管中石油今年已在東北部展開試點項目，將CO2注入衰竭的油氣田，并通過使用一項已經鑒定的技術提取更多燃料，但這一選擇僅可封存中國一小部分CO2排放。而對大型、陳舊油田泄露問題的擔憂或成為一大問題，這些油田已在開采過程中打了不計其數的鉆井，海上儲存是為另一選擇，但這將加劇在成本及技術方面的挑戰。美國西北太平洋國家實驗室（PNNL）在一份報告中表示，中國多數碳輸轉及儲存的成本應該相當于2~8美元/t。

總之，結合目前中國的情況，CCS將會成為最終的選擇，雖然還面臨技術的困難，成本上的壓力。希望隨著試點項目的相繼實施，伴隨著國際應用的快速發展，有了政策的大力支持，CCS技術的應用將會在中國火電廠減排領域發揮顯著作用，成為現實選擇，而其自身的高耗能缺陷，也勢必造成能源成本的提升。