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（N2）脱除，直接采用高浓度的氧气（O2）与抽回的部分烟气（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。 CCS（二氧化碳捕集与封存）技术可以分为捕集、运输以及封存三个步骤，商业化的二氧化碳捕集已经运营了一段时间，技术已发展得较为成熟，而二氧化碳封存技术各国还在进行大规模的实验。 面對地球暖化，人類遭遇極端天氣為害，各國積極朝向淨零排放的目標邁進，從挪威到加拿大亞伯達省（Alberta），各國對排放溫室氣體的企業課稅，或採取各項遏止造成地球暖化氣體排放的政策。 1.氣候變遷、極端天氣災難加劇，許多國家紛紛許下淨零碳排承諾，然而自從巴黎協定於2015年底通過後，全球溫室氣體排放不減反增。 歐盟也發布了大約100億歐元在CCS的創新投資計畫，並且在2020年對外招標，強調投資重點不是化石燃料能源產業的碳中和，而是針對非常難碳中和的工廠，如鋼鐵或水泥業，協助研發CCS。 目前碳捕集與封存的裝置容量與速度過慢：根據GCCSI的統計，每年捕集與封存的二氧化碳量僅千萬噸規模，要對氣候產生影響至少要有十億噸的規模。
- 中國能源活動碳排放占整體碳排放的比率超過80%，能源生產環節降碳對於實現雙碳目標具有重要意義。
- 中國國家發改委等部門聯合印發的「綠色低碳先進技術示範工程實施方案」22日對外公布。
- 该技术的捕集系统小，能耗低，在效率以及对污染物的控制方面有很大的潜力，因此受到广泛关注。
- (六)《經濟學人》文章整理了二氧化碳於大氣、生物圈以及固體地球(Solid Earth，係指地球表面和內部固體部分)，因不同人為使用及捕集和封存技術的移轉情形，如下圖1所示。
- 現階段至少有三種不同的CCS系統可應用在發電廠；燃燒前處理、燃燒後處理、富氧燃燒(post-combustion, pre-combustion and oxyfue)。
- 為助力先進適用技術在重點領域降碳中發揮關鍵作用，方案在提出工業、建築、交通三個領域關鍵技術類別的同時，還提出減汙降碳協同和低碳（近零碳）園區兩個重點方向。
双方计划建造一座具备CO2捕集与封存技术的燃煤电厂，COACH项目将为这一计划提供必要的技术支持。 二氧化碳封存的方法有许多种，一般说来可分为地质封存（Geological Storage）和海洋封存（Ocean Storage）两类。 為強化項目保障，方案提出，加強大陸中央預算內投資等資金支持，將符合條件的示範工程設施納入地方政府專項債券支持範圍。
碳捕集與封存: 成本高貴的CCS
主要是因為超臨界CO2與鹹水具有不同的浸潤性，在氣液相界面的表面張力作用下，少量的超臨界CO2流體被長久地滯留在儲層介質的孔隙中。 在低孔低滲場地中，毛細管力是控制這類鹹水層中滲流過程的主要作用力，並且具有可觀的儲存潛力，近年來倍受人們關注。 在氧气中，燃烧煤炭时所产生的烟气含有高浓度的二氧化碳，大约是10至15%，而天然气发电厂的烟气只含有5至10%的二氧化碳[10]。
（奥斯陆25日讯）砂总理拿督巴丁宜阿邦佐哈里表示，砂政府有意在涉及碳捕集与封存（CCS）项目的教育领域与挪威建立合作关系，包括保送砂拉越的大学生前往挪威高等教育学府深造。 该公司表示，东盟国营石油公司和传统上游油气公司越来越关注更清洁更环保的能源计划，预计2023到2025年的相关项目投资规模将超过760亿美元（约3533亿令吉），并在2027年进一步提高到1190亿美元（约5532亿令吉）。 （吉隆坡22日讯）独立能源顾问公司估计，大马国家石油（Petronas）将在2023至2026年期间斥资4亿5000万美元（约20亿9200万令吉）和3亿3000万美元（约15亿3400万令吉）投资碳捕集与封存（CCUS）项目和氢气项目。 為強化項目保障，方案提出，加強中國中央預算內投資等資金支持，將符合條件的示範工程設施納入地方政府專項債券支持範圍。 中英煤炭利用近零排放项目（COoperation Action within CCS CHina-EU）旨在促进中欧碳捕集与封存（CCS）领域的合作。
碳捕集與封存: 项目贡献 征阳第三季多赚62%
面對地球暖化加劇造成的極端氣候災難，以及全球溫室氣體排放持續增加的情勢，碳捕集與封存技術可以幫助各國達成拯救地球的淨零目標。 2.碳捕集與封存技術，是捕集大氣中的碳，並封存於舊的石油和天然氣井、含鹽的地下含水層或是多孔岩石中。 (六)《經濟學人》文章整理了二氧化碳於大氣、生物圈以及固體地球(Solid Earth，係指地球表面和內部固體部分)，因不同人為使用及捕集和封存技術的移轉情形，如下圖1所示。 Drax電廠轉型生質能發電後，更積極發展生質能與碳捕集和封存(BECCS)技術，重點在同樣的土地利用面積下，可以讓生物質吸收的碳比單純種植在地面還多，亦即轉換成再生能源燃料。
很多研究者指出CO2在水中的溶解隨環境溫度、壓力和鹽度的不同而變化。 與非CCS電廠相比，應用CCS技術的現代常規電廠能減少大約80-90%的二氧化碳排放量[1]。 政府間氣候變化專門委員會（IPCC）估計，直到2100年，CCS的經濟潛力可能是總碳減排努力的10至55%[1]。 重点实验室设在胜利油田勘探开发研究院，下设碳捕集、驱油利用、地质封存、注采输工程、安全评价与监测等5个实验室。 该重点实验室围绕碳捕集、驱油利用与封存等研究方向，致力于CCUS（碳捕集利用与封存）基础理论和应用技术研究，承担多项国家、省部级CCUS领域的重大科研及生产项目，为CCUS技术创新和规模化应用提供支撑。 目前，实验室配套大型仪器设备200余台（套），形成了相态分析、物理模拟、地质封存、安全评价、堵调封窜等五大实验技术系列。
碳捕集與封存: 技术背景
立足以煤為主的基本國情，從加快能源結構綠色低碳轉型的要求出發，方案提出非化石能源先進示範、化石能源清潔高效開發利用、先進電網和儲能示範、綠氫減碳示範等4個重點方向。 此種技術的缺點是無法和舊有的燃煤火力發電廠結合，而這些舊型發電廠佔了世界上絕大部分的火力發電廠。 燃燒前處理技術也可能和天然氣發電廠結合，藉由甲烷和蒸汽反應產生一氧化碳和氫氣。
該過程不僅儲存了二氧化碳，實現了溫室氣體減排，同時開採了煤層氣這種優質能源，具有雙贏效果。 深層鹽水結構是在很深很深的地下，其岩石孔隙上附著的水由於含鹽和礦物質太高而無法使用。 這種地質結構全世界到處都有，包括一些沒有油氣開採潛力的地方。 二氧化碳注入到這些已經被圈閉住的流體之中，最終溶解於這些鹽水之中，並與周圍的岩石進行化學反應而進一步結合。
碳捕集與封存: 二氧化碳捕集与封存技术进展 科普（精美图集）
另外，人们对老油田的地质构造信息掌握的更加全面，研究的更加透彻，当初对地下流体进行的建模同样可以用于二氧化碳。 唯一需要注意的油田里废弃的油井，有些油井由于不正确的封闭，将来可能会成为二氧化碳逸出的路径。 在衰竭油氣田中，二氧化碳填充在原先儲存油和氣的岩石孔中。 這也是最早的一種適於儲存二氧化碳的地方，由於它會驅走殘留在油田中的殘餘油，人們在 30 年前就開始往地下注入二氧化碳來提高老油田的採收率。 另外，人們對老油田的地質構造信息掌握的更加全面，研究的更加透徹，當初對地下流體進行的建模同樣可以用於二氧化碳。 唯一需要注意的油田裡廢棄的油井，有些油井由於不正確的封閉，將來可能會成為二氧化碳逸出的路徑。
適合二氧化碳地質儲存的位置包括：衰竭的油氣田、深層鹽水結構和深度不可開採煤層。 其中衰竭油氣田和深層鹽水結構會用到前面提到的五種圈閉結構。 不可開採煤層目前還只是潛在的一個備選方案，因為它的儲存二氧化碳的圈閉機制稍有不同，有時是填充在煤炭的顆粒當中。 未來十年，我們還需要針對世界範圍內不同的地質構造進行儲存二氧化碳可行性的研究。 在地質儲存的過程中，二氧化碳在高壓的條件下注入很深的地層結構中。 這些地層結構有些已經安全地封存了石油、天然氣或鹽水等地下流體長達數百萬年，因此對二氧化碳來說也適用。
碳捕集與封存: 储存场所
政府間氣候變化專門委員會（IPCC）估計，直到2100年，CCS的經濟潛力可能是總碳減排努力的10至55%。 收集二氧化碳最为有效的方法是由点源污染中直接收集，例如一些大型的火力发电厂或生物能源设施、主要排放二氧化碳的行业、天然气处理或合成燃料厂，以及以化石燃料为基础、生产氢的工厂。 从空气中收集二氧化碳亦可行但不实际，因为空气中的二氧化碳是未经压缩的[9]。 工業生產、建築運行、交通運輸等是消耗能源和產生碳排放的主要環節。
從空氣中收集二氧化碳亦可行但不實際，因為空氣中的二氧化碳是未經壓縮的[9]。 收集及壓縮二氧化碳可能會增加一間燃煤的CCS發電廠大約25至40%的能源需求，再加上其他系統成本，可能會增加發電廠產生每瓦特能量的成本大約21至91%[1]。 根據美國國會研究服務部，有數個關於管道的重要問題懸而未決，包括管道網絡的要求、管道安全、經濟管制、效用及成本回收，以及二氧化碳本身的分類監管。 此外，由於用作提高原油採收的二氧化碳管道正在運作，因此在影響二氧化碳管道的政策決定上看不見有急切性及緊迫性。
碳捕集與封存: 碳捕集與封存 可助削減碳排放
地质封存的二氧化碳，是在高温高压的条件下，以超临界流体的形态注入地下的。 超临界二氧化碳流体看上去像气体，可以轻易地在固体缝隙中扩散，同时他们也是液体，所占空间比气体小很多。 超临界二氧化碳会随着地下深度的增加而进一步压缩，在地下岩石的缝隙中可以装下更多的二氧化碳，只要深度大于 800 米，地下的高压环境就能维持其超临界流体的状态。 [14]項目工程自2009年2月開始工作，2011年5月開始正式注入。
Sleipner项目开始于1996年，是世界上首个将CO2封存在地下咸水深层的商业实例，由挪威国家石油公司运营。 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。 把CO2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（Enhanced Coal Bed Methane Recovery，ECBM）。 方案提出全流程規模化CCUS示範、二氧化碳先進高效捕集示範、二氧化碳資源化利用及固碳示範3個重點方向。
碳捕集與封存: 技術背景
此外，在儲集層內注入二氧化碳可能引發小地震而改變地下環境，進而導致二氧化碳逸散。 史丹佛大學的研究還認為，大型CCS計畫的風險不但很高，也因為儲存的問題難解而無法成功應對氣候變遷[23]。 就算我們決定讓全球增溫少於2度C並依此遵守碳排量的總額限制，CCS計畫所降低的碳排量反而能容許更多化石燃料遭到開採。 根據倫敦帝國學院（Imperial College, London）永續天然氣研究所分析，化石燃料能借助CCS的應用於35年內增加11%開採量[21]。 另外一種試驗性的技術，不需要兩步驟即可從煙氣中分離二氧化碳，藉由海水吸收氣體，再將混合物注入海洋內做長期儲存。 不過，截至目前為止，這些方法被證實是效率較低與較不可靠的。
但是英國倫敦帝國大學（Imperial College London）格蘭瑟研究所（Grantham Institute）的淨零排放專家布萊克（Richard Black）認為，全球對碳捕集與封存技術的資金支持仍然太低。 布萊克說，雖然碳捕集與封存技術已逐漸受到關注，但是在各國政府投入大筆資金時，這項減排技術才可說佔有一席地位。 但是「負碳排放聯盟」（Coalition for Negative 碳捕集與封存 Emissions，CNE）於6月30日公布的1份報告，指現今運作中的碳捕集與封存技術，到2025年之前，僅能去除大氣中約1.5億噸的二氧化碳。 (四) 或許英國Drax電廠走在前端的BECCS技術，正是全球從熱切期待CCS到目前發展滯礙難行的代表案例。 碳捕集與封存 當各國紛紛喊出碳中和目標卻仍未見具體解決路徑與技術，促使《經濟學人》特別專文簡介過去CCS的發展挑戰，並且帶出對未來發展略帶悲觀的結論，值得我國參考。 歐盟的碳權憑證發得太多，已是供過於求[12]，使得碳價於20年內都難以翻身。
碳捕集與封存: 經濟部工業局產業節能減碳資訊網
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）。 但是根據國際能源總署（IEA）今年2月發佈的1份報告，截至目前，全球僅有大約20個具商業性質、正在運作中的碳捕集與封存計畫，並有另外30項計畫在推展中。 專家指出，上述約20個碳捕集與封存計畫，每年共計聯合捕集約4000萬噸二氧化碳（CO2）。
二氧化碳提高煤层气采收率技术是指将二氧化碳注入深部不可开采煤层中封存起来，同时将煤层中的煤层气驱替出来加以利用的过程。 该过程不仅储存了二氧化碳，实现了温室气体减排，同时开采了煤层气这种优质能源，具有双赢效果。 深层盐水结构是在很深很深的地下，其岩石孔隙上附着的水由于含盐和矿物质太高而无法使用。
碳捕集與封存: 能源知識庫
然而，有關海底或地下存儲的安全性的長期預測是非常困難的和有著不確定性，以及仍然存在著二氧化碳可能洩漏到大氣中的問題[8]。 二氧化碳會進入煤塊上的微小孔隙中，而且會被粘得牢牢的，甚至都不需要蓋層來封閉住。 煤通常都伴隨有甲烷氣，二氧化碳進來之後會驅替出這些甲烷，從而可以將它們收集起來作為燃料。 這種生產甲烷氣的方法被稱作「增強型煤層甲烷氣生產」，目前仍處在試驗階段，需要對二氧化碳的驅替和甲烷從煤中的釋放過程進行大量的研究。 最有可能的方法是依靠管道进行输送，因为这种方法是最为便宜。 在2008年，美国大约有5,800公里的二氧化碳管道用作输送二氧化碳至油田，以注入老油田开采石油。
中国已经于2008年在北京一个热电厂改造了CO2捕集设备，该示范项目由澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）、中国华能集团公司以及西安热工研究院（TPRI）联合建设。 该项目是对华能北京高碑店热电厂进行碳捕集改造，设计CO2回收率大于85%，年回收CO2能力为3000吨。 项目原打算在一个260MW的IGCC电厂测试碳捕集技术和CCS系统，目标是将电厂废气减少到近零排放的水平。 2008年6月30日美国能源局宣布将重新整合未来煤电计划。 美国能源局将只赞助CCS系统，而不再向IGCC电厂投资。 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。
碳捕集與封存: 儲存場所
CCUS為碳捕捉、利用與封存技術(Carbon Capture, Utilization and 碳捕集與封存 Storage, CCUS)，主要為解決來自工業產品生產、化石燃料轉換能源過程中，所產生的二氧化碳排放，透過不同的技術捕捉二氧化碳進而利用或封存。 二氧化碳捕獲技術可分為三種：燃燒後捕獲、燃燒前捕獲、富氧燃燒。 其中，燃燒後捕獲技術發展較為成熟，且較易結合現有發電的燃燒製程。 透過提高能源效率、改變能源系統，以及將使用化石燃料轉化為使用核能以及再生能源，可大幅度減少二氧化碳的排放。
CO2在深部咸水层中的捕获形式有气体捕获、溶解态捕获和矿物态捕获三种。 气体捕获是指超临界CO2被注入地层后，在高温高压条件下，能够以自由态形式存在于地层中的CO2。 溶解态捕获是指随着时间推移，CO2与咸水的界面上会达到两相平衡，这个过程中，储集岩孔隙中运移的气态CO2在与深部咸水层接触时溶解在其中，在地层中以溶解态CO2的形式运移和埋存。 碳捕集與封存2023 矿物态捕获是溶解CO2通过与储层中矿物反应，形成碳酸盐类物质，最终以矿物沉淀形式被固定下来的CO2。 中國神華集團在內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗實施了中國首個煤基全流程深部鹹水層二氧化碳地質儲存示範工程。 項目工程自2009年2月開始工作，2011年5月開始正式注入。
