2022年8月31日，中国石油大学（北京）组织召开《碳捕集、利用与封存（CCUS）项目温室气体减排量化和核查技术规范》国家标准启动会。标准编制组汇报了该项国家标准的国际国内背景、针对CCUS量化与核查有关项目的专业术语、项目边界的确定、项目时间尺度的区分、多维度的监测技术、量化与核查的要求作了介绍。
碳捕集利用与封存（CCUS）技术是国家碳中和目标的重要技术组成、CCUS技术涉及捕集、储运、地质封存与利用，具有技术链条长，直接减排量大的特点，CCUS量化与核查是量化评估CCUS减排效果的直接保证，是国际国内应对气候变化与碳中和领域关注的重点技术。
碳捕集定义
碳捕集与封存（CCS）是指将大型发电厂所产生的二氧化碳（CO2）收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。
CCUS 在二氧化碳捕集与封 存 (CCS) 的基础上增加了“利用 (Utilization)”， 这 一 理 念 是 随 着 CCS 技术的发展和对 CCS 技术认识的不断深化，在中美两国的大力倡导下形成的，目前已经获得了国际上的普遍认同。
CCUS 按技术流程分为捕集、输送、利用与封存等环节 。
CCUS 可以捕集发电和工业过程中使用化石燃料所产生的多达 90%的 CO2，脱碳水平较高；但同时也面临着泄漏、污染物排放等风险。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。
现存技术
CO2捕集技术指利用吸收、吸附、膜分离、低温分馏、富氧燃烧等方式将不同排放源的 CO2进行分离和富集的过程，是 CCUS 技术发展的基础和前提。
二氧化碳的捕集：
二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集。
1、燃烧前捕集
燃烧前捕集主要运用于IGCC系统中，该项技术会将煤高压富氧气化变为煤气，再经过水煤气变换产生二氧化碳和氢气，这会使气体压力和CO2浓度都很高，很容易对CO2进行捕集。剩下的氢气可以被当作燃料使用。该技术的捕集系统小，能耗低，有着很不错的效率以及对污染物的控制方面的能力，这使得该技术受到广泛关注。然而，IGCC发电技术仍面临着投资成本太高，可靠性还有待提高等问题，难以进行大规模推广。
2、富氧燃烧
富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，将空气中大比例的氮气脱除，直接采用高浓度的氧气与烟道气的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体，可以直接进行处理和封存。欧洲已有在小型电厂进行改造的富氧燃烧项目。该技术路线面临的最大难题是制氧技术的投资和能耗太高，没有一种廉价低耗的能动技术，同样不适合广泛推广。
3、燃烧后捕集
燃烧后捕集即在燃烧排放的烟气中捕集CO2，如今常用的CO2分离技术主要有化学吸收法（利用酸碱性吸收）和物理吸收法（变温或变压吸附），此外还有膜分离法技术，正处于发展阶段，但却是公认的在能耗和设备紧凑性方面具有非常大潜力的技术。
从理论上说，燃烧后捕集技术适用于任何一种火力发电厂。然而，普通烟气的压力小体积大，二氧化碳浓度低，而且含有大量的氮气，因此捕集系统庞大，耗费大量的能源。
运输指将捕集的 CO2运送到可利用或封存场地的过程，主要包括罐车、船舶、管道运输等方式。通常小规模和短距离运输考虑选用罐车，长距离规模化运输或 CCUS 产业集群优先考虑管道运输。在我国，罐车和船舶运输技术都已开展商业应用，与国际先进水平同步，而输送潜力最大的管道运输技术刚开展相关示范，相比处于商业应用阶段的国际水平差距显著。
CO2地质利用与封存技术指通过工程技术手段将捕集的 CO2进行地质利用或注入深部地质储层，实现与大气长期隔绝的技术，封存方式分为陆上和离岸两种。
二氧化碳的封存：
1、地质封存
地质封存一般是将超临界状态的二氧化碳注入地质结构中，这些地质结构可以是油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等。根据IPCC的研究来看，二氧化碳性质稳定，可封存相当长的时间。若地质封存点选择准确，注入到其中的二氧化碳的99%都可封存1000年以上。把二氧化碳注入油田或气田用以驱油或驱气可以提高采收率（使用EOR技术可提高30%~60%的石油产量）；注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱出来，即所谓的提高煤层气采收率。
二氧化碳不像天然气那样易燃或易爆，也不像冰箱和空调中使用的制冷剂那样有毒。从地下一公里深度向大气发生灾难性泄漏几乎是不可能的。二氧化碳封存层在岩层的破裂压力以下操作，具有一定的安全边际——不存在“压裂”。由二氧化碳注入引起的地震活动都非常小，需要仪器才能监测到。地震也没有造成封存的二氧化碳泄漏，例如日本地震频发，但未发现泄漏。
然而，若要封存大量的CO2，最适合的地点是咸水层。咸水层一般在地下深处，富含不适合农业或饮用的咸水，这类地质结构较为常见，同时拥有巨大的封存潜力。不过与油田相比，人们对这类地质结构的认识还较为有限。2012年8月6日，中国首个二氧化碳封存至咸水层项目获重要突破。
2、海洋封存
海洋封存是指将CO2通过轮船或管道运输到深海海底进行封存。然而，这种封存办法也许会对环境造成负面的影响，比如过高的CO2含量将杀死深海的生物、使海水酸化等，此外，封存在海底的二氧化碳也有可能会逃逸到大气当中（有研究发现，海底的海水流动到海面需要1600年的时间）。
应用场景
应用场景一：钢铁碳捕集
成本：20-194美元/tCO2
高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，其产量占世界生铁总产量的95%以上。高炉煤气（BFG）是高炉炼铁过程产生的副产品，产量巨大。BFG的主要成分为20%～28%的CO、17%～25%的CO2、50%～55%的N2和1% ～ 5%的H2。用于钢铁BFG碳捕集的技术，根据气体分离方式不同，可分为化学吸收法、物理吸附法和膜分离法。
应用场景二：工业碳捕集
目前全球碳捕集与封存技术的公开数量已达3000 项以 上，石油化工行业是碳捕集与封存技术的主要应用领域，排放、成本、效率和能耗是该技术创新的主要着力点。
应用场景三：航运碳捕集
未来航运业可能应用CCUS技术实现减排的两种设想。
一是建设集海上二氧化碳转移、绿色能源生产及船舶燃料供应加注于一体的综合产业集群。“深远海绿色能源基地”概念的提出，主要出于两方面的考虑。首先是为了解决国际航运业未来的绿色低碳燃料供给问题。可供加装 CCUS系统的船舶卸载、转移捕集到的二氧化碳。
要想真正实现这个概念，还有一些技术和产业上的问题需要注意，包括深远海风电技术、低成本海上风电制氢技术、大规模二氧化碳催化 制甲醇技术等。
二是航运公司通过在陆上投资建立CCUS设施进行碳抵消。这一设想的可能性是基于航运业碳排放 市场引入碳信用、碳抵消机制。假设航运公司投资建设陆上CCUS系统， 可以通过从陆上燃油生产端或其他方面捕集、封存二氧化碳来抵消 舶的碳排放，形成跨行业的碳转移， 从而达到碳中和。
应用场景四：煤电碳捕集
成本：20-194美元/tCO2
燃煤电厂碳捕集技术可以分为燃烧前碳捕集、富氧燃烧及燃烧后碳捕集等，对采用不同碳捕集技术的电厂大型CCUS项目数量进行统计分析，可知采用燃烧后捕集技术的项目最多，达到18项。
燃烧后捕集技术，是指从燃烧设备（锅炉、燃气机等）化石燃料燃烧的烟气中采用化学或物理方法对CO2进行选择性富集。
该技术相对成熟和简单，不需要大面积改造电厂，在实际应用中只需对原有电厂小幅改造即可满足脱碳要求，因此，燃烧后CO2捕集技术将是未来应用范围最广泛的碳捕集技术。
燃烧后捕集技术一般有化学吸收法、物理吸收法、 吸附分离法、膜分离法、膜吸收法等，目前多侧重于化学吸收法、膜分离法以及低温液化分离法。
而国际上相对较成熟、应用最广泛的工艺技术是化学溶剂吸收/再生法回收CO2，已经在化学、石化领域应用多年，适应性强，应用前景巨大。
应用场景五：能源碳捕集
CCUS与氢能技术耦合：由于炼化和氯碱等行业常产生大量多余氢气，未来技术成熟后，有望与CO2发生化学反应，低成本制取甲醇或多元醇。通过CCUS技术捕集在制氢过程中排放的CO2，一方面可以采用捕集或资源化利用的方式，另一方面可与制得的H2通过化学合成等技术得到具有高附加值的有机化学品，从而产生收益。
CCUS 与风光互补技术耦合：风能属于可再生清洁能源，技术相对成熟且成本不断下降。虽然稳定性差，但若将其与无需连续供电的CCUS技术耦合，整个流程碳排放较小，可以加快CCUS产业链的发展，促进规模化减排的分布部署。同样，太阳能作为一种新兴的可再生能源，与CCUS技术耦合利用，产生的热能可直接用于CO2化学法捕集工艺的能量供应，产生的电能可为CCUS工艺提供能源动力，捕集的CO2可通过加氢等化学转化形成醇类有机燃料。
CCUS与生物质能技术耦合：生物质发电＋CCUS 是实现中长期全经济范围 “净零碳排放”潜在的关键技术，有必要为推进中长期温室气体的净零排放提供技术储备。
应用场景六：汽车碳捕集
早在2010年，沙特阿美石油公司研究发展部就开始发展汽车碳捕集技术。在短短18个月的时间里，沙特阿美就设计出全球第一款碳捕集汽车模型。这一技术是在不改变汽车引擎设计的基础 上，实现对汽车尾气中CO2的分离和存储。在2012年的一次测试中显示， 这款汽车能够将汽车排放的10%CO2 捕集起来。经历了几年的技术改进升级后，新一代技术能将CO2的捕集比例从10%提高到25%。
据悉，全球有25%的CO2排放来自于交通领域，如果汽车碳捕集技术继续突破，未来必将为石油带来一场革命，而这将是一场利好的革命。
应用场景七：石化碳捕集
成本：120元/tCO2
CCUS技术涉及到CO2的捕集、运输及封存利用， 就整条产业链而言，成本高是制约其发展的重要因素， 这是由于烟道气中的主要成分为氮气，而CO2的含量相对较低，从而导致分离能耗大，捕集成本高。
而对于石油石化行业，为了满足石油开发的需求，提高石油采 收率，通常将CO2注入油气层进行驱油，气源多数来自燃煤电厂烟道气中的 CO2，捕集到的CO2又要通过管道运输到相应油井处，成本较高。
鉴于此，提出了一套技术方案，如下图所示：
