原文刊載于《中國(guó)科學(xué)院院刊》2024年第8期"資訊與觀察"，本文為精簡(jiǎn)改編版

秦阿寧1 孫玉玲1,2*

1 中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心

2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 圖書情報(bào)與檔案管理系

作為應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)現(xiàn)碳中和必不可少的技術(shù)，碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用受到全球主要國(guó)家高度重視。文章梳理近年來美國(guó)、歐盟、英國(guó)、日本等主要國(guó)家和地區(qū)CCUS發(fā)展戰(zhàn)略，并采用文獻(xiàn)計(jì)量、文本聚類等方法對(duì)全球CCUS科技研發(fā)態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，這些國(guó)家和地區(qū)將發(fā)展CCUS上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，明確提出到2030年、2040年、2050年不同發(fā)展階段的目標(biāo)和重點(diǎn)攻關(guān)方向。CCUS技術(shù)領(lǐng)域的研究產(chǎn)出呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，研究主要集中在新一代低能耗與低成本CO2捕集技術(shù)、安全可靠的地質(zhì)利用與封存技術(shù)以及CO2高效轉(zhuǎn)化利用制高價(jià)值化學(xué)品/燃料等方向。

在碳中和目標(biāo)下，碳捕集、利用與封存（CCUS）是化石能源低碳利用、工業(yè)流程低碳再造的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)支撐，其延伸的直接空氣捕集（DAC）、生物質(zhì)能碳捕集與封存（BECCS）技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)大氣中殘余CO2去除的重要技術(shù)選擇。美國(guó)、歐盟、英國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)已將CCUS作為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)必不可少的一項(xiàng)減排技術(shù)，將其上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，并發(fā)布了一系列戰(zhàn)略規(guī)劃、路線圖和研發(fā)計(jì)劃。本文將全面分析國(guó)際CCUS領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略部署及技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，以期為我國(guó)CCUS發(fā)展和技術(shù)研發(fā)提供參考。

1 主要國(guó)家和地區(qū)CCUS發(fā)展戰(zhàn)略

美國(guó)持續(xù)資助CCUS研發(fā)和示范，不斷推進(jìn)CCUS技術(shù)多元化發(fā)展

自1997年以來，美國(guó)能源部（DOE）持續(xù)資助CCUS的研發(fā)和示范。2007年美國(guó)能源部制定了CCUS研發(fā)與示范計(jì)劃，包括CO2捕集、運(yùn)輸與封存、轉(zhuǎn)化利用三大領(lǐng)域。2021年美國(guó)能源部將其中的CO2捕集計(jì)劃修改為點(diǎn)源碳捕集（PSC）計(jì)劃，并增加CO2去除（CDR）計(jì)劃，CDR計(jì)劃旨在推動(dòng)DAC、BECCS等碳去除技術(shù)發(fā)展，同時(shí)部署“負(fù)碳攻關(guān)計(jì)劃”以推進(jìn)碳去除領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，目標(biāo)是到2050年，實(shí)現(xiàn)從大氣中去除數(shù)十億噸CO2，CO2捕集和封存成本低于100美元/噸。自此，美國(guó)CCUS研發(fā)重點(diǎn)進(jìn)一步延伸到DAC、BECCS等碳去除技術(shù)，CCUS技術(shù)體系更加多元化。

美國(guó)CCUS研究領(lǐng)域和重點(diǎn)攻關(guān)方向包括：

1. 點(diǎn)源碳捕集技術(shù)：開發(fā)先進(jìn)碳捕集溶劑（如貧水溶劑、相變?nèi)軇?、高性能功能化溶劑等），高選擇性、高吸附性和抗氧化的低成本耐用吸附劑，低成本耐用的膜分離技術(shù)（聚合物膜、混合基質(zhì)膜、亞環(huán)境溫度膜等），混合系統(tǒng)（吸附-膜系統(tǒng)等），以及低溫分離等其他創(chuàng)新技術(shù)；

2. CO2轉(zhuǎn)化利用技術(shù)：開發(fā)將CO2轉(zhuǎn)化制燃料、化學(xué)品、農(nóng)產(chǎn)品、動(dòng)物飼料和建筑材料等增值產(chǎn)品的新設(shè)備和工藝；

3. CO2運(yùn)輸與封存技術(shù)：開發(fā)先進(jìn)安全可靠的CO2運(yùn)輸和封存技術(shù)；

4. DAC技術(shù)：開發(fā)能夠提高CO2去除量并提高能效的工藝和捕集材料，包括先進(jìn)溶劑、低成本耐用膜分離技術(shù)和電化學(xué)方法等；

5. BECCS：開發(fā)微藻的大規(guī)模培養(yǎng)、運(yùn)輸和加工技術(shù)，并減少對(duì)水和土地的需求，以及CO2去除量的監(jiān)測(cè)與核查等。

歐盟及其成員國(guó)將CCUS上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，多個(gè)大型基金資助CCUS研發(fā)與示范

2024年2月，歐盟委員會(huì)通過了《工業(yè)碳管理戰(zhàn)略》，旨在擴(kuò)大CCUS部署規(guī)模，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，提出三大發(fā)展階段：到2030年，每年至少封存5000萬噸的CO2，以及建設(shè)由管道、船舶、鐵路和公路組成的相關(guān)運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施；到2040年，大多數(shù)地區(qū)的碳價(jià)值鏈具有經(jīng)濟(jì)可行性，CO2成為歐盟單一市場(chǎng)內(nèi)封存或利用的可交易商品，所捕集的CO2中有1/3比例可以被利用；2040年后，工業(yè)碳管理應(yīng)成為歐盟經(jīng)濟(jì)體系的一個(gè)組成部分。

法國(guó)于2024年7月發(fā)布《法國(guó)CCUS部署現(xiàn)狀和前景》，提出了三個(gè)發(fā)展階段：2025—2030年，部署2—4個(gè)CCUS中心，實(shí)現(xiàn)每年400萬—800萬噸CO2的捕集量；2030—2040年，每年實(shí)現(xiàn)1200萬—2000萬噸CO2捕集量；2040—2050年，每年實(shí)現(xiàn)3000萬—5000萬噸CO2捕集量。“地平線歐洲”“創(chuàng)新基金”“連接歐洲設(shè)施”等計(jì)劃為促進(jìn)CCUS發(fā)展提供了資金支持，資助重點(diǎn)包括：先進(jìn)碳捕集技術(shù)（固體吸附劑、陶瓷和聚合物分離膜、鈣循環(huán)、化學(xué)鏈燃燒等），CO2轉(zhuǎn)化制燃料和化學(xué)品、水泥等工業(yè)示范，CO2封存場(chǎng)地開發(fā)等。

英國(guó)以CCUS集群建設(shè)方式發(fā)展CCUS技術(shù)

英國(guó)將建設(shè)CCUS產(chǎn)業(yè)集群作為推動(dòng)CCUS快速發(fā)展和部署的重要手段。英國(guó)《凈零戰(zhàn)略》提出到2030年將投資10億英鎊與工業(yè)界合作建設(shè)4個(gè)CCUS產(chǎn)業(yè)集群。2023年12月，英國(guó)發(fā)布《CCUS：建立競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)愿景》，旨在成為CCUS全球領(lǐng)導(dǎo)者，并提出CCUS三大發(fā)展階段：2030年前，積極創(chuàng)建CCUS市場(chǎng)，到2030年每年捕集2000萬—3000萬噸CO2當(dāng)量；2030—2035年積極建立商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)轉(zhuǎn)型；2035—2050年構(gòu)建自給自足的CCUS市場(chǎng)。

英國(guó)CCUS和溫室氣體去除技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)和創(chuàng)新需求：

1. 推進(jìn)高效低成本的點(diǎn)源碳捕集技術(shù)研發(fā)，包括燃燒前捕集的先進(jìn)重整技術(shù)、新型溶劑和吸附工藝的燃燒后捕集、低成本富氧燃燒技術(shù)，以及鈣循環(huán)等其他先進(jìn)低成本碳捕集技術(shù)；

2. 提高效率并減少能源需求的DAC技術(shù)；

3. 高效且具有經(jīng)濟(jì)性的生物質(zhì)氣化技術(shù)研發(fā)與示范、生物質(zhì)供應(yīng)鏈優(yōu)化，以及通過BECCS與燃燒、氣化、厭氧消化等其他技術(shù)的耦合以促進(jìn)BECCS在發(fā)電、供熱、可持續(xù)運(yùn)輸燃料或氫氣生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，同時(shí)充分評(píng)估這些方法對(duì)環(huán)境的影響；

4. 高效低成本CO2運(yùn)輸和封存的共享基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)；

5. 開展地質(zhì)封存的建模、模擬、評(píng)估和監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法，開發(fā)枯竭油氣儲(chǔ)層封存技術(shù)和方法，使海上CO2封存成為可能；

6. 開發(fā)CO2轉(zhuǎn)化制長(zhǎng)壽命產(chǎn)品、合成燃料和化學(xué)品的CO2利用技術(shù)。

日本致力于打造具有競(jìng)爭(zhēng)力的碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)

日本《2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》將碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)列為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的十四大產(chǎn)業(yè)之一，提出CO2轉(zhuǎn)化制燃料和化學(xué)品、CO2礦化養(yǎng)護(hù)混凝土、高效低成本分離與捕集技術(shù)，以及DAC技術(shù)是未來的重點(diǎn)任務(wù)，并提出了明確發(fā)展目標(biāo)：到2030年，低壓CO2捕集的成本為2000日元/噸CO2、高壓CO2捕集的成本為1000日元/噸CO2、基于藻類的CO2轉(zhuǎn)化制生物燃料成本為100日元/升；到2050年，直接空氣捕集的成本為2000日元/噸CO2、基于人工光合作用的CO2制化學(xué)品的成本為100日元/千克。為進(jìn)一步加速碳循環(huán)技術(shù)發(fā)展并發(fā)揮實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵戰(zhàn)略作用，日本于2021年修訂了《碳循環(huán)利用技術(shù)路線圖》，并陸續(xù)發(fā)布了“綠色創(chuàng)新基金”框架下的CO2轉(zhuǎn)化利用制塑料、燃料、混凝土，以及CO2生物制造、CO2分離回收等5個(gè)專項(xiàng)研發(fā)與社會(huì)實(shí)施計(jì)劃。這些專項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃的重點(diǎn)包括：用于CO2捕集的低能耗創(chuàng)新材料和技術(shù)開發(fā)與示范；CO2轉(zhuǎn)化制運(yùn)輸用合成燃料、可持續(xù)航空燃料、甲烷及綠色液化石油氣；CO2轉(zhuǎn)化制聚氨酯、聚碳酸酯等功能性塑料；CO2生物轉(zhuǎn)化利用技術(shù)；創(chuàng)新碳負(fù)性混凝土材料等。

2 碳捕集、利用與封存領(lǐng)域科技發(fā)展態(tài)勢(shì)

全球CCUS技術(shù)研發(fā)格局

從全球發(fā)文趨勢(shì)來看（圖1），自2008年起，CCUS領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。2023年的發(fā)文量為13089篇，是2008年發(fā)文量（1671篇）的7.8倍。從SCI論文的研究主題來看，CCUS研究方向主要以CO2捕集為主，占比為52%，其次是CO2化學(xué)與生物利用（36%）、CO2地質(zhì)利用與封存（10%），CO2輸送領(lǐng)域論文占比（2%）較少。

圖1 1909-2023年全球碳捕集、利用與封存技術(shù)相關(guān)論文發(fā)文數(shù)量及領(lǐng)域占比

CCUS技術(shù)研究熱點(diǎn)與重要進(jìn)展

基于近10年CCUS技術(shù)主題圖譜（圖2），共形成了九大關(guān)鍵詞聚類，分別分布在：

1. 碳捕集技術(shù)領(lǐng)域，包括CO2吸收技術(shù)（聚類1）、CO2吸附相關(guān)技術(shù)（聚類2）、CO2膜分離技術(shù)（聚類3）以及化學(xué)鏈燃料（聚類4）；

2. 化學(xué)與生物利用技術(shù)領(lǐng)域，包括CO2加氫反應(yīng)（聚類5）、CO2電/光催化還原（聚類6）、與環(huán)氧化合物的環(huán)加成反應(yīng)技術(shù)（聚類7）；

3. 地質(zhì)利用與封存（聚類8）；

4. BECCS與DAC等碳去除（聚類9）。

本節(jié)重點(diǎn)分析這四大技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)和進(jìn)展，以期揭示CCUS領(lǐng)域技術(shù)布局和發(fā)展趨勢(shì)。

圖2 碳捕集、利用與封存技術(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類圖譜

CO2捕集

如何降低CO2捕集成本和能耗是目前面臨的主要科學(xué)問題。目前CO2捕集技術(shù)正從基于單一胺的化學(xué)吸收技術(shù)、燃燒前物理吸收技術(shù)等第一代碳捕集技術(shù)向新型吸收溶劑、吸附技術(shù)、膜分離、化學(xué)鏈燃燒、電化學(xué)等新一代碳捕集技術(shù)過渡。

新型吸附劑、吸收溶劑及膜分離等第二代碳捕集技術(shù)是目前研究的重點(diǎn)。吸附劑的研究熱點(diǎn)是開發(fā)先進(jìn)結(jié)構(gòu)化吸附劑，如金屬有機(jī)框架、共價(jià)有機(jī)框架、摻雜多孔碳、三嗪基骨架材料、納米多孔碳等。吸收溶劑的研究熱點(diǎn)是研制高效綠色、耐用、低成本的溶劑，如離子溶液、胺基吸收劑、乙醇胺、相變?nèi)軇?、深共晶溶劑、吸收劑解析與降解等。新型顛覆性的膜分離技術(shù)的研究重點(diǎn)是開發(fā)高滲透率的膜材料，如混合基質(zhì)膜、聚合物膜、沸石咪唑骨架材料膜、聚酰胺膜、中空纖維膜、雙相膜等。美國(guó)能源部指出，從工業(yè)源中捕集CO2成本需要降至30美元/噸左右，CCUS才具有商業(yè)可行性。化學(xué)鏈燃燒、電化學(xué)等第三代碳捕集創(chuàng)新技術(shù)開始嶄露頭角。其中化學(xué)鏈燃燒技術(shù)被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的碳捕集技術(shù)之一，具有高能源轉(zhuǎn)化效率、低CO2捕集成本和污染物協(xié)同控制等優(yōu)點(diǎn)。但化學(xué)鏈燃燒溫度高，載氧體高溫?zé)Y(jié)嚴(yán)重，成為了限制化學(xué)鏈技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的瓶頸。目前化學(xué)鏈燃燒的研究熱點(diǎn)包括金屬氧化物（鎳基、銅基、鐵基）載氧體、鈣基載氧體等。

CO2捕集技術(shù)已在多個(gè)高排放行業(yè)得到應(yīng)用，但不同行業(yè)技術(shù)成熟度有所不同。燃煤電廠、天然氣電廠、煤氣化電廠等能源系統(tǒng)耦合CCUS技術(shù)成熟度較高，均達(dá)到技術(shù)成熟度（TRL 9）級(jí)，特別是基于化學(xué)溶劑法的碳捕集技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于電力部門的天然氣脫硫和燃燒后捕集過程。根據(jù)IPCC第六次評(píng)估（AR6）第3工作組報(bào)告，鋼鐵、水泥等行業(yè)耦合CCUS技術(shù)成熟度因工藝不同有所差異。例如，合成氣、直接還原鐵、電爐耦合CCUS技術(shù)的成熟度最高（TRL 9級(jí)），目前已可用；而水泥過程加熱和CaCO3煅燒耦合CCUS的生產(chǎn)技術(shù)成熟度為TRL 5—TRL 7級(jí)，預(yù)計(jì)在2025年可用。因此，目前傳統(tǒng)重工業(yè)應(yīng)用CCUS尚存在挑戰(zhàn)。

CO2地質(zhì)利用與封存

CO2地質(zhì)利用與封存技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)CO2大規(guī)模減排，并且能夠提高石油、天然氣等資源開采量。CO2地質(zhì)利用與封存技術(shù)目前研究熱點(diǎn)包括CO2強(qiáng)化石油開采、強(qiáng)化氣體開采（頁巖氣、天然氣、煤層氣等）、CO2采熱技術(shù)、CO2注入與封存技術(shù)及監(jiān)測(cè)等。CO2地質(zhì)封存的安全性及其泄漏風(fēng)險(xiǎn)是公眾對(duì)CCUS項(xiàng)目最大的擔(dān)憂，因此長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)手段、CO2-水-巖石相互作用是CO2地質(zhì)封存技術(shù)研究的重點(diǎn)。CO2強(qiáng)化采油已在美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)廣泛商業(yè)化應(yīng)用。驅(qū)替煤層氣開采、強(qiáng)化深部咸水開采與封存、強(qiáng)化天然氣開發(fā)等處于工業(yè)示范或試點(diǎn)階段。

CO2化學(xué)與生物利用

由于CO2具有極高的惰性和高C—C耦合壁壘，在CO2利用效率和還原選擇性控制上仍具有挑戰(zhàn)性，因此目前研究重點(diǎn)集中在如何提高產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化效率和選擇性上。CO2電催化、光催化、生物轉(zhuǎn)化利用，以及上述技術(shù)的耦合是CO2轉(zhuǎn)化利用的關(guān)鍵技術(shù)途徑，目前研究熱點(diǎn)包括基于熱化學(xué)、電化學(xué)、光/光電化學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)理研究，建立高效催化劑的可控合成方法和構(gòu)效關(guān)系，并通過對(duì)不同反應(yīng)體系中反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，增強(qiáng)反應(yīng)傳質(zhì)過程和減少能量損失，從而提高CO2催化轉(zhuǎn)化效率和選擇性。

當(dāng)前，CO2化學(xué)與生物利用大部分處于工業(yè)示范階段，也有一些生物利用處于實(shí)驗(yàn)室階段。其中CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化制尿素、合成氣、甲醇、碳酸酯、可降解聚合物、聚氨酯等技術(shù)已處于工業(yè)示范階段。而CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化制液體燃料、烯烴則處于中試示范階段。CO2生物轉(zhuǎn)化利用已從生物乙醇簡(jiǎn)單化學(xué)品發(fā)展至復(fù)雜的生物大分子，如生物柴油、蛋白質(zhì)、戊酸、蝦青素、淀粉、葡萄糖等，其中微藻固定CO2轉(zhuǎn)化制生物燃料和化學(xué)品技術(shù)、微生物固定CO2合成蘋果酸處于工業(yè)示范階段，而其他生物利用則多處于實(shí)驗(yàn)階段。鋼渣和磷石膏的CO2礦化技術(shù)已接近商業(yè)化應(yīng)用，預(yù)制混凝土CO2固化和在混凝土中使用碳化骨料正處于部署的后期階段。

DAC和BECCS技術(shù)

DAC、BECCS等新型碳去除（CDR）技術(shù)將在實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)后期發(fā)揮重要作用。IPCC第六次評(píng)估第三工作組報(bào)告指出，21世紀(jì)中葉后必須高度重視DAC、BECCS等新型碳去除技術(shù)，未來10年這些技術(shù)的早期發(fā)展將對(duì)其以后的規(guī)模化發(fā)展速度和水平至關(guān)重要。

DAC目前研究重點(diǎn)包括金屬有機(jī)框架材料、固態(tài)胺、沸石等固態(tài)技術(shù)，以及堿性氫氧化物溶液、胺溶液等液態(tài)技術(shù)，新興技術(shù)包括變電吸附和膜法DAC技術(shù)。DAC技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)是能耗較高。直接空氣捕集與封存技術(shù)成熟度不高，約為TRL 6。雖然技術(shù)成熟不高，但DAC規(guī)模不斷擴(kuò)大，目前全球已有18個(gè)DAC設(shè)施正在運(yùn)行，另有11個(gè)處于開發(fā)中的設(shè)施。若所有這些計(jì)劃中的項(xiàng)目都得以實(shí)施，到2030年，DAC的捕集能力將達(dá)到約550萬噸CO2，是目前捕集能力的700多倍。

BECCS研究重點(diǎn)主要包括基于生物質(zhì)燃燒發(fā)電的BECCS技術(shù)、基于生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化利用（如乙醇、合成氣、生物油等）的BECCS技術(shù)等。BECCS大規(guī)模部署的主要限制因素是土地和生物資源等，一些BECCS路線已商業(yè)化，如第一代生物乙醇生產(chǎn)中的CO2捕集是最成熟的BECCS路線，但大部分仍處于示范或試點(diǎn)階段，如生物質(zhì)燃燒廠的CO2捕集處于商業(yè)示范階段，用于合成氣應(yīng)用的生物質(zhì)大規(guī)模氣化仍處于試驗(yàn)驗(yàn)證階段。

3 結(jié)語與未來展望

近年來CCUS發(fā)展受到了前所未有的重視。從主要國(guó)家和地區(qū)CCUS發(fā)展戰(zhàn)略看，推動(dòng)CCUS發(fā)展以助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)已在全球主要國(guó)家達(dá)成廣泛共識(shí)，極大推動(dòng)了CCUS科技進(jìn)步和商業(yè)部署。雖然全球CCS項(xiàng)目數(shù)量再創(chuàng)新高，捕集能力不斷提升，但這與國(guó)際能源署（IEA）2050年全球能源系統(tǒng)凈零排放情景下的減排量仍有較大差距，因此在碳中和背景下，需要進(jìn)一步加大CCUS商業(yè)化進(jìn)程。這不僅需要加速領(lǐng)域的科技突破，還需要各國(guó)不斷完善監(jiān)管、財(cái)稅等方面的政策措施，以及建立國(guó)際通用的新興CCUS技術(shù)的核算方法學(xué)。

未來在科技研發(fā)方面可考慮分步走的戰(zhàn)略。近期可聚焦第二代低成本、低能耗CO2捕集技術(shù)研發(fā)與示范，實(shí)現(xiàn)CO2捕集在碳密集型行業(yè)的規(guī)?；瘧?yīng)用；發(fā)展安全可靠的地質(zhì)利用封存技術(shù)、CO2化學(xué)與生物利用轉(zhuǎn)化機(jī)理研究，以及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。中遠(yuǎn)期可聚焦面向2030年及以后的第三代低成本低能耗CO2捕集技術(shù)研發(fā)與示范；開發(fā)CO2高效定向轉(zhuǎn)化合成化學(xué)品、燃料、食品等規(guī)?；瘧?yīng)用新工藝；積極部署直接空氣捕集等碳去除技術(shù)研發(fā)與示范。

1、CO2捕集領(lǐng)域

研發(fā)高吸收性、低污染和低能耗再生溶劑，高吸附容量和高選擇性的吸附材料，以及高滲透性和選擇性的新型膜分離技術(shù)等。此外，增壓富氧燃燒、化學(xué)鏈燃燒、鈣循環(huán)、酶法碳捕集、混合捕集系統(tǒng)、電化學(xué)碳捕集等其他創(chuàng)新技術(shù)也是未來值得關(guān)注的研究方向。

2、CO2地質(zhì)利用與封存領(lǐng)域

開展強(qiáng)化對(duì)CO2封存地球化學(xué)-地質(zhì)力學(xué)過程的預(yù)測(cè)性理解、創(chuàng)建CO2長(zhǎng)期安全封存預(yù)測(cè)模型、CO2—水—巖相互作用、結(jié)合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的碳封存智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（IMS）等技術(shù)研究。

3、CO2化學(xué)與生物利用領(lǐng)域

通過CO2高效活化機(jī)理研究，開發(fā)高轉(zhuǎn)化率和高選擇性的CO2轉(zhuǎn)化利用新型催化劑、溫和條件下活化轉(zhuǎn)化途徑、多路徑耦合的合成轉(zhuǎn)化新途徑等技術(shù)研究。

秦阿寧 中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心助理研究員。主要研究領(lǐng)域：生態(tài)文明與綠色低碳科技戰(zhàn)略情報(bào)研究、文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)等。

孫玉玲 中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心研究員。主要研究方向：生態(tài)文明與綠色低碳科技戰(zhàn)略咨詢、科技政策、科學(xué)計(jì)量學(xué)等。

文章源自：秦阿寧, 孫玉玲 . 國(guó)際碳捕集、利用與封存發(fā)展戰(zhàn)略與科技態(tài)勢(shì)分析 . 中國(guó)科學(xué)院院刊, 2024, 39(8): 1486-1496. DOI:

0.16418/j.issn.1000-3045.20230728001