二氧化碳捕集、利用及封存

《二氧化碳捕集、利用及封存》以图解形式介绍了碳捕集、利用与封存（ CCUS）技术的发展历程、现状和未来趋势。全书共分为八章，全面系统地介绍了 CCUS的提出背景与演变过程，同时概述了国内外 CCUS领域相关的政策、项目与技术现状，总结梳理了 CCUS各环节的典型技术清单及发展路径、 CCUS技术的应用场景与耦合减排模式及典型项目案例，探讨分析了 CCUS各环节的经济性与典型 CO2利用技术的成本核算。采用文献和专利计量法对 CCUS技术进行领域发展趋势分析，通过剖析当前 CCUS产业化过程中面临的挑战、现有产业驱动模式和商业模式，提出进一步推动 CCUS产业发展的对策建议。本书内容丰富，重点突出，并配备了大量图表，便于读者更深入地理解 CCUS技术。 本书可供从事气候治理、环境保护以及碳减排、碳捕集、碳利用技术研究和应用的人员参考阅读，也适合对 CCUS技术发展感兴趣的社会各界人士阅读。

李婉君，中国科学院大连化学物理研究所科技处副处长兼低碳战略研究中心副主任。长期从事科技管理与服务，先后负责国际合作、重大项目管理等工作。近期主要从事“多能融合”技术体系、基于技术与数据的能源及科技等战略研究。作为核心骨干参与了中国科学院“变革性洁净能源关键技术与示范”A类先导项目子课题一，“碳中和重大院士咨询”项目专题四，中国工程院中法氢能联合战略研究，国际工程与技术科学院理事会能源终端用户脱碳研究等多项国内外咨询研究项目；参与辽宁省、大连市、新疆自治区、山西省等多项地区及行业能源及“双碳”战略研究课题。

1 绪论 1 1.1 CCUS 的提出背景与发展演变 1 1.1.1 CCUS 概念的提出 1 1.1.2 CCUS 概念的发展与演变 4 1.1.3 CCUS 技术的环节与内涵 7 1.2 碳中和愿景下CCUS 的作用 8 2 国内外发展现状 11 2.1 全球CCUS 发展现状 11 2.1.1 政策现状 11 2.1.2 项目现状 12 2.1.3 技术现状 19 2.2 中国CCUS 发展现状 19 2.2.1 政策现状 19 2.2.2 项目现状 23 2.2.3 技术现状 23 3 技术清单 25 3.1 典型技术清单 26 3.1.1 捕集技术 26 3.1.2 运输技术 35 3.1.3 生物利用技术 37 3.1.4 化工利用技术 39 3.1.5 地质利用与封存技术 49 3.1.6 负碳技术 57 3.2 关键科学问题 60 3.3 颠覆性技术清单 62 3.3.1 阿拉姆循环 62 3.3.2 CO2 电化学捕集技术 63 3.3.3 CO2 矿化发电技术 63 3.3.4 CO2 矿化固化混凝土新技术 63 3.3.5 微生物气体发酵技术 66 3.3.6 CO2 捕集- 矿化利用一体化技术 66 3.4 CCUS 技术发展路径 67 3.4.1 捕集技术发展路径 68 3.4.2 运输技术发展路径 70 3.4.3 利用与封存技术发展路径 70 3.4.4 系统集成化发展路径 75 4 应用场景与减排模式 77 4.1 与重点行业耦合减排模式 77 4.1.1 CCUS 与火电行业 77 4.1.2 CCUS 与钢铁行业 80 4.1.3 CCUS 与水泥行业 88 4.1.4 CCUS 与石化化工行业 93 4.2 与新能源耦合利用模式 98 4.2.1 CCUS 与可再生能源 98 4.2.2 CCUS 与氢能100 4.3 CCUS 典型项目案例 101 5 技术经济性分析 118 5.1 捕集环节 120 5.2 运输环节 122 5.3 利用环节 124 5.3.1 CO2 加氢合成甲醇125 5.3.2 CO2 加氢合成甲烷129 5.3.3 CO2 电催化还原132 5.3.4 CO2 矿化养护混凝土134 5.3.5 微藻固定CO2 制备生物柴油135 5.4 封存环节 137 6 CCUS 专利技术概况 138 6.1 全球专利态势分析 139 6.1.1 专利申请趋势139 6.1.2 专利技术来源地140 6.1.3 领先研发主体140 6.1.4 专利技术构成142 6.1.5 专利布局情况143 6.1.6 专利技术运营144 6.1.7 专利法律状态145 6.1.8 小结146 6.2 中国专利态势分析 146 6.2.1 专利申请趋势146 6.2.2 专利技术来源地147 6.2.3 领先研发主体150 6.2.4 专利技术构成151 6.2.5 专利布局情况152 6.2.6 专利技术运营152 6.2.7 专利法律状态153 6.2.8 小结154 7 CCUS 论文分析 156 7.1 全球论文态势分析 156 7.1.1 发文时间趋势156 7.1.2 文献发表来源157 7.1.3 研究方向分布160 7.2 中国论文态势分析 164 7.2.1 发文时间趋势164 7.2.2 文献发表来源164 7.2.3 研究方向分布166 8 CCUS 产业挑战、产业模式及发展建议 168 8.1 CCUS 产业挑战 168 8.2 CCUS 产业模式 170 8.2.1 产业驱动模式170 8.2.2 商业模式171 8.3 CCUS 产业发展建议 174 8.3.1 技术研发和产业发展方面174 8.3.2 配套政策标准方面175 8.3.3 区域规划布局方面175 参考文献 177 附表1 中国CCUS 相关政策规划 185 附表2 中国CCUS 相关标准指南 199