2021年6月17日,国家发改委发布了《国家发展改革委办公厅关于请报送二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)项目有关情况的通知》,点名CCUS技术为“碳回收”这一环节的关键技术。此文件一出,在学界与工业界内都掀起了不小的波澜。那么,究竟什么是CCUS技术?怎么利用CCUS技术?它对于“碳中和”又有哪些帮助呢?Part.1被循环的碳的“一生”CCUS,全称CarbonCapture,UtilizationandStorage,意为碳捕集、利用与封存技术,为了理解这一技术的意义,我们不妨先来看看碳的“一生”是如何度过的。如同地球上的水以气态、液态和固态的形式,在陆地、海洋和大气间不断循环一样,地球上的碳元素也不断地在生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球的运动循环不止。
碳是一种常见却奇妙的元素,它们通过彼此链接,可以构成各种有机物,进而演化出丰富的生命体。生物活动与繁衍生息的过程,也时刻伴随着碳的代谢循环过程。由于地球上很少发生元素的转变,地球上的碳基本上是守恒的。任何涉及碳的物理及化学过程都必须从一处取得碳,并在过程后转移到另一处。上古时期,伴随着未开化的人类首次在木头上点燃文明的火种,二氧化碳排出。随后的某个时刻,这些二氧化碳被一片森林吸收,变成了森林木材的一部分。这些木材中的碳,或被燃烧重新进入大气,继续参与流动过程,成为“流动碳”;或被埋葬在地底逐渐碳化为化石燃料,进入岩石圈,成为“休眠碳”。这就形成一个简单“碳循环”过程。碳元素在地球中的循环路径和量级(红色部分为人类影响下的排放部分,黄色为自然界的碳循环通量,白色数字表示储存的碳,单位十亿吨碳元素)(图片来源:参考文献1)在以万年为单位的地球演变中,99.9%以上的碳元素变成了碳酸盐、煤炭、石油、天然气等物质,深埋地下或海中,进入了“休眠”状态,不再参与循环。