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水泥行业是我国苛重的根底原资料财富，水泥广博运用于土木修设、水利工程等范围，正在革新民生、饱舞国度经济维持方面阐扬了苛重效力。我国事环球最大的水泥分娩和消费国，相联十余年依旧天下首位。据统计，2023年天下水泥产量抵达20.23亿吨，占环球总产量的49.68%。
水泥分娩破费巨额的煤炭、电力及石灰石原资料，是我国能源破费和碳排放量较高的工业之一，也是修材行业中碳排放量最大的行业。2020年，我国修材行业二氧化碳排放总量为14.8亿吨，个中水泥行业的直接二氧化碳排放量为12.3亿吨，占修材行业总碳排放的83.11%，占天下碳排放总量的12.4%。
二氧化碳捕集诈欺与封存（CCUS）举动一项也许完成二氧化碳深度减排并资源化诈欺的闭头手艺，正在环球边界内备受闭心。鉴于我国能源布局以高碳为主，工业修筑碳排放量较大，肆意饱舞减污减碳和末梢固碳的CCUS手艺，将为我国生态文雅维持以及完成碳达峰碳中和对象供应有力支柱。
水泥烧成碳排放量大，CCUS既是水泥行业完成碳中和对象的一定遴选，也是亟需开展的对象。近年来，正在双碳对象的饱舞下，国度加大了对CCUS的体系性帮帮，从计谋、手艺、财富、圭臬、金融等多个角度饱舞CCUS开展。水泥行业也踊跃促进CCUS项目维持并得到了一系列苛重发展和成绩。不过，因为水泥窑烟气因素繁杂、粉尘量大且二氧化碳浓度低等手艺特征，导致CCUS正在水泥行业的项目运用案例较少，并存正在分娩运营本钱高、手艺增添难等题目。
中国修设资料结合会通过调研国表里水泥行业CCUS手艺近况，采用环比法对影响手艺运用的苛重身分实行了权重评判，并作出了深度的叙述。结果证据，手艺成熟度、计谋帮帮和项目利润是目前水泥行业最闭怀的三个方面。叙述预测，正在2060年碳中和景象下，单元水泥碳排放仍有约270kgCO₂/t必要依CCUS完成碳中和，水泥行业CCUS构造必要加快。
二氧化碳捕集、诈欺与封存（CCUS）是指将二氧化碳从工业流程、能源诈欺或大气平区别出来，直接加以诈欺或注入地层以完成二氧化碳（CO₂）永恒减排的流程。CCUS是正在二氧化碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，CCS）的根底上补充了“诈欺”（Utilization，U），CCUS按手艺流程苛重分为捕集、输送、诈欺与封存枢纽。
二氧化碳捕集手艺是指将二氧化碳从工业分娩、能源诈欺或大气平区别出来并捕集的流程，是CCUS手艺体系中的闭头枢纽，同时也是耗能和本钱较大的局限。碳捕集方法苛重征求燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集。个中，燃烧后捕集的常用办法有化学接收法、物理吸附法、吸附区别法(变温吸附法和变压吸附法)、膜区别法、钙轮回法和低温蒸馏法等。
二氧化碳运输是指将捕集或纯化后的二氧化碳通过公道、铁道、船舶、管道等方法运输到可诈欺或封存地方等指定地方的流程，是CCUS手艺体系的中心枢纽。鉴于差别运输方法的优坏处，CCUS项主意运输必要从运输容量、运输隔绝、运输本钱、市集身分以及运输沿线交通构造等方面归纳商量。
苛重运用于食物、造冷、发泡资料、焊接等行业。比方，正在食物行业中，二氧化碳被用作碳酸饮料、啤酒的增加剂，以及正在食物冷链运输流程中举动造冷剂（干冰）；正在发泡资料范围，二氧化碳被用作发泡剂以分娩挤塑板保温资料；正在金属加工范围，二氧化碳被用作惰性气体用于焊接。不过，诈欺后的二氧化碳最终依旧会排放到大气中。
化工诈欺是指以二氧化碳为原料，与其他物质爆发化学响应，产出附加值较高的化工产物。目前二氧化碳举动化工原料被广博运用于多种分娩流程中。如通过加氢合成甲烷、醇类（如甲醇、乙醇等）、醚类（如二甲醚）、有机酸（如甲酸）及低碳烷烃等工业合成气。其它，二氧化碳还用于分娩纯碱、幼苏打、白炭黑、硼砂及种种金属碳酸盐等大宗无机化工产物。然而，局限裂工产物正在之后的运用流程中，仍恐怕因化学响应再次开释二氧化碳。
矿化诈欺是指诈欺富含钙、镁的大宗固体销毁物（如炼钢废渣、水泥窑灰、粉煤灰、磷石膏等）将二氧化碳化学接收转化成平稳的无机碳酸盐的流程，正在完成二氧化碳减排的同时取得拥有肯订价格的无机修设资料产物，以提升二氧化碳和固体销毁物资源化诈欺的经济性。
生物诈欺苛重是指生物固碳，诈欺生态体系中植物的光合效力接收二氧化碳。目前讨论苛重聚会正在微藻固碳和农作物二氧化碳气肥运用上。目前微藻固碳手艺苛重通过微藻将二氧化碳固定后转化为液体燃料、化学品、生物肥料、食物和饲料增加剂等，通过微藻的固碳完成人为碳轮回。农作物二氧化碳气肥手艺是异日自能源和工业分娩流程中捕集的二氧化碳调整到肯定浓度注入温室，来擢升作物光合效力速度，以提升作物产量。
苛重是用二氧化碳来驱油/气（石油/煤层气、自然气、页岩气等）。二氧化碳驱油/气是一种把二氧化碳注入油层（或煤层）中以提升油气采收率的手艺，其苛重主意是最时势部地提升油气采收率，而不是储蓄二氧化碳，固然正在完成驱油/气后有一局限二氧化碳被永恒储蓄正在以前含有碳氢化合物的孔隙空间中，不过二氧化碳封存量少、封存光阴短，且恐怕会从钻井中宣泄出来。是以，二氧化碳驱油/气只可看作是局限消纳二氧化碳的流程。
二氧化碳封存，是通过肯定手艺法子将捕集的二氧化碳注入深部地质储层，使其与大气持久或永恒决绝，从而完成碳减排的流程，封存方法苛重征求地质封存和海洋封存：
地质封存是将搜捕到的二氧化碳压缩（不幼于CO₂的临界压力74bar，经常为100bar或更高，以供应妥当的安宁裕度并商量管道中的压降）储蓄正在起码800m深度的地质构造当中（目前苛重有咸水层、油气层、煤层和页岩气层匹种），完成与大气持久或永恒决绝，目前苛重采用油气层封存方法。
海洋封存苛重有两种方法：“融化型”海洋封存和“湖泊型”海洋封存。“融化型”海洋封存是将二氧化碳通过固定管道或转移船只注入海洋深层（水深1000m以下较为常见）并使其融化到水体中；“湖泊型”海洋封存是将二氧化碳通过固定管道或者装配正在海床深度3000m以下的沿海平台注入海底，使其重降。初始状况下，二氧化碳以液体花式重积正在海床上，因为其密度高于水，是以会酿成一个“湖”，从而延缓二氧化碳向界限境况的瓦解和扩散。
结合国当局间天气转移特意委员会（IPCC）历次评估叙述中对CCUS手艺定位演变大致能够分为三个阶段，从最初的“可行计划”到“闭头手艺”，再到当前的“不行或缺”，慢慢了清楚CCUS手艺正在各范围完成碳中和对象过程中的闭头性和苛重性。
跟着CCS手艺的开展以及了解的陆续深化，我国于2006年正在北京香山集会初度提出二氧化碳缉捕、诈欺与封存手艺，引入了二氧化碳资源化诈欺手艺。正在双碳对象的驱动下，跟着新的运用场景陆续浮现和深度减排需求的补充，CCUS手艺的内在和表延取得了丰饶与拓展，我国对CCUS手艺的定位也正在陆续被从头审视和调理，曾经从碳减排储存手艺造成了碳中和闭头碳减排手艺。
为饱舞CCUS手艺研发和项目维持，美国、欧盟、加拿大正在财富开展、手艺研发、圭臬楷模以及资金税收等方面树立了“四位一体”的CCUS帮帮计谋系统，有用鼓吹了CCUS手艺的研发立异和维持运用。个中，税收抵免、直接资金帮帮以及碳税等资金帮帮计谋正在CCUS项主意前期维持中阐扬了苛重效力。
美国正在CCUS范围处于环球当先身分，这苛重得益于美国正在财务和税收方面临CCUS手艺研发和运用的肆意帮帮。自2008年起，美国通过《国内税收法》第45Q条件为二氧化碳封存供应税收抵免(45Q税收抵免)。2018年，美国当局加大了对CCUS项主意帮帮力度，实行了更高的45Q税收抵免，对实行二氧化碳驱油的项目供应每吨35美元的税收抵免，对咸水层封存的项目供应每吨50美元的税收抵免。2022年8月，美国宣告了《通货膨胀减少法案》（IRA），进一步加强了45Q条件的税收抵免计谋:将工业用处CCS的税收抵免从每吨35美元提升到每吨60美元，将用于地质存储CCS的税收抵免从每吨50美元提升到每吨85美元；并为直接气氛搜捕（DAC）项目供应高额补贴，将直接从大气中缉捕并封存的CCS的税收抵免从每吨50美元提升到每吨180美元，45Q税收抵免计谋加快了CCUS项主意安顿。
欧盟正在CCUS轨造化和楷模化方面走正在环球前哨。2009年欧盟协议了“二氧化碳搜捕和储蓄指令”（2009/31/EC），是天下第一部闭于CCS的功令，对二氧化碳的运输、封存地方选址、勘察和封存许可证发放、二氧化碳监测以及讯息公然等方面的请求作出清楚了法则。欧盟的碳排放来往系统(（EU-ETS）是环球首个区域性、强造性的碳排放来往系统。正在第三阶段（2013-2020）时代，欧盟将缉捕、管道输送和二氧化碳的地质储蓄项目纳入了该系统，并将其举动结合推行机造(JI)项主意减排量（ERU）来管束。欧盟还通过多项研发资帮盘算来帮帮CCUS的研发和安顿：一方面，通过“立异基金”为CCUS项目供应资金帮帮。2022年11月，欧盟委员会将“立异基金”界限擢升至30亿欧元。另一方面，通过科研资帮盘算“地平线欧洲”促进CCUS手艺的开展，该盘算正在2021年和2022年区分为CCUS手艺研发供应了3200万欧元和5800万欧元的资金帮帮。
为了激励幼我投资CCUS项目，加拿大通过碳排放订价、投资税收抵免以及请求低重燃料排放强度的干净燃料法则（CFR）等办法肆意饱舞CCUS的开展。2020年11月，加拿大当局发表了一项为期10年、总额约1.5亿美元的低碳和零排放燃料基金，用于帮帮CCUS等干净能源手艺的开展。其它，加拿大当局还发表，到2030年二氧化碳捕集项目修筑本钱最高可获取50%的税收抵免。2021年，加拿大最高法院通过了《2018年温室气体污染订价法》，将碳税从2021年的每吨40加元提升到2030年的每吨170加元，昂扬的碳税和苛苛的环保计谋驱动企业（更加是油气企业）踊跃开展CCUS项目。正在碳市集方面，加拿大阿尔伯塔碳市集也是国际上纳入CCUS项目最多的碳市集，CCUS项目可通过阿尔伯塔排放抵消系统（AEOS）实行认证，签发核证减排量，正在阿尔伯塔碳市集实行碳排放抵消。
正在我国“双碳”对象提出后，各部委和地方环绕碳达峰碳中和对象，联贯出台了一系列计谋，构修了“1+N”计谋系统，从科技研发、树范运用、财务补贴、绿色金融、圭臬楷模等多方面临CCUS手艺实行体系性帮帮。固然天下边界内尚未有税收减免计谋，但少许省市率先推出了补贴办法。比方，深圳市对CCUS树范项目可供应最高达1000万元的资帮，投产后每吨二氧化碳补贴20元。中国百姓银行创设了“碳减排帮帮器材”，贸易银行能够从百姓银行获批资金，为适应条款的CCUS树范项目供应绿色金融帮帮，如中石化齐鲁石化-笑成油田百万吨CCUS项目获取了中国维持银行的绿色贷款办事。
目前，我国联系计谋人人聚会正在CCUS联系手艺的研发、试点运用以及加快圭臬研造方面，正在帮帮CCUS项目根底办法维持方面相对懦弱。这苛重是由于我国CCUS财富仍处于起步阶段，与荣华国度比拟，手艺开展光阴较短，合座手艺程度相对较低。
正在环球层面，截止2024年3月，环球共有564个处于差别阶段的CCS/CCUS项目，个中，已投运项目43个，年捕集才略5039万吨；开工维持中的项目33个，年捕集才略3452万吨；正在开采项目488个，年捕集界限3.4亿吨；合计年捕集才略4.2亿吨，较2022年补充75%。从项目碳源看，正在运转项目碳源以油气分娩等能源行业为主，约占60%；正在修与筹备的项目碳源以工业、发电为主，约占70%。从项目碳汇看，正在运转项主意碳汇苛重以采用二氧化碳提升采收率的油气藏头主，约占70%；正在修与筹备项主意碳汇以二氧化碳地质封存为主，贴近80%。从地分别布来看，最多的是美洲，其次是欧洲。
正在国度层面，美国目前是环球发展CCUS项目最多的国度。CCUS项目涉及水泥修筑、燃煤发电、燃气发电、垃圾发电及化学工业等多个行业，统共有154个项目，处于差别开展阶段，个中正在运营的项目数目占环球一半。这苛重得益于美国对CCUS手艺的计谋帮帮，并获取了商界、学术界和当局的广博帮帮，酿成了肯定界限的CCUS财富链。欧盟各成员国肆意饱舞CCS项目财富链的开展，踊跃维持工业集群和运输办法，促进CCs财富界限化、贸易化开展。同时，欧盟正在CCUS联系学问产权方面拥有明显的当先上风。目前，德国、法国等是环球CCUS专利的苛重来历国。CCUS专利申请苛重聚会正在二氧化碳捕集范围，其次是二氧化碳转化诈欺和二氧化碳地质诈欺与封存，而二氧化碳输送范围的专利申请则相对较少。
我国的CCUS项目涵盖电力、油气、化工、水泥和钢铁等多个行业，个中电力行业树范项目数目最多，凌驾20个。自2022年从此，水泥、钢铁等难减排行业中的CCUS树范项目数目慢慢增加。截至2024年8月，我国已投运CCUS项目67个，征求61个投运中项目和6个间歇运转项目。二氧化碳捕集才略约700万吨/年，驱油封存才略约420万吨/年，碳诈欺产能约190万吨/年。碳诈欺或封存方法苛重征求提升石油采收率（EOR）、矿化诈欺、化学品造备等”。EOR是最苛重、也是手艺最成熟的碳诈欺方法。
我国事最早正在水泥行业发展CCUS项目树范的国度。正在双碳对象的饱舞下，我国水泥行业的产、学、研各刚直环绕一系列CCUs手艺加快研发攻闭，中心聚焦正在碳捕集和碳诈欺范围，并已得到了踊跃奏效。
该项目于2018年投产，是环球水泥行业首个烟气二氧化碳捕集纯化树范项目，采用化学接收法，安排年产5万吨液态二氧化碳，个中食物级3万吨，工业级2万吨。项目总投资5775万元，正在维持流程中获取了400万元的宏大科技专项补贴资金。2021年，海螺集团讨论开采了新一代水泥窑低耗高效二氧化碳捕集化学接收剂，进一步低重了捕集能耗，低重至。
该项目于2024年投产，年产二氧化碳20万吨，是目前我国水泥行业界限最大的碳捕集诈欺项目，个中15万吨工业级、4.5万吨食物级和0.5万吨干冰。项目总投资约2.6亿元，采用“全氧燃烧+变压吸附浓缩+变温变压吸附净化+低温精馏提纯”手艺，可大幅提升烟气中二氧化碳的浓度，捕集归纳能耗降至1.6GJ/t.CO₂以下，明显低重运转本钱。
该项目是国内首个水泥窑协同办理繁杂烟气境况下碳捕集及资源化诈欺讨论树范项目，年产二氧化碳10万吨，项目总投资约1.8亿元，个中约10%资金来自当局和科技项目补贴。
ISO/TC 265国际圭臬化构造二氧化碳捕集、运输与地质封存手艺委员会（Carbon dioxide capture， transportation，and geological storage）职掌协议CCS范围的国际圭臬，涵盖安排、施工、运营、境况筹备与打点、危急打点、量化、监测和验证等联系举动。目前，该委员会已发表13项国际圭臬，另有8项正在研国际圭臬。这些圭臬苛重征求手艺指引圭臬、量化验证圭臬、安宁圭臬、运转安排圭臬、监测和变乱管束圭臬、打点和职守圭臬等。
总之，我国的水泥行业CCUS手艺已开端实行到了贸易化运用阶段，他日会正在低重本钱、财富链平稳性、跨行业范围中作中心闭心。估计到2060年，CCUS手艺正在水泥行业碳中和中的孝敬将凌驾50%。为饱舞CCUS手艺的开展，倡导实行顶层筹备和健康项目打点系统，增强圭臬顶层安排，鼓吹与碳市集承接，供应融资才略和资金帮帮，并增强国际配合。
