1 引言
碳捕集、利用與封存（carboncapture，utilizationandstorage，CCUS）是將CO2從工業過程、能源利用或大氣中分離出來，并直接加以利用或注入地層以實現CO2永久減排。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）、國際能源署（IEA）、國際可再生能源機構（IRENA）等國際機構的研究報告均指出CCUS是未來應對氣候變化、實現巴黎協定目標以及碳中和的重要減排技術。隨著全球主要國家碳中和目標的提出及碳減排工作的加快推進，CCUS的研發和部署受到主要國家的高度重視。
2030年實現碳達峰和2060年實現碳中和的戰略目標已經成為我國重大國家戰略。作為當前仍舊以煤炭為主要消費能源的國家，在我國未來實現碳達峰與碳中和目標的進程中，CCUS將發揮關鍵作用。科技創新和進步將是實現碳中和的核心驅動力，也是戰略目標實現的根本保障。把握國內外CCUS技術發展的特點和戰略布局，對于我國部署CCUS發展重點、確定發展方向和制定相關政策具有重要意義。因此，本文將通過分析全球主要國家的CCUS戰略與技術布局，并結合全球CCUS專利的計量分析，探究全球CCUS研發態勢，以期對中國CCUS技術創新戰略的制定以及加快研發與產業化進程提供參考。
2全球主要國家和地區促進CCUS技術發展的戰略規劃與部署
2.1美國：全球CCUS示范項目領先者
美國的碳捕集與封存（carboncaptureandstorage，CCS）商業設施數量全球領先，全球第一個CCS設施于1972年在美國得克薩斯州建立。截至2021年9月，全球碳捕集與封存大規模全流程商業設施總計135個（包括正在運行、早期開發、在建等項目），其中70個位于美國，且CCUS項目應用廣泛，涉及水泥制造、燃煤發電、燃氣發電、垃圾發電、化學工業等行業，這主要得益于美國對CCUS技術的政策支持。在CCUS技術領域，美國從早期側重CCUS研發與示范（RD&D）逐漸過渡到RD&D與市場開發、基礎設施建設協同促進CCUS的發展。
（1）在技術RD&D方面，自1997年以來，美國能源部的化石能源辦公室一直致力于CCUS的研發和示范，不斷增加研發資金，近10年在CCUS研發上的資金投資如表1所示。2020年12月美國出臺的《2020能源法案》將CCUS的研發支持力度大幅提高，提出將在2021－2025年提供超60億美元的研發資金支持，目前是自《2009美國復蘇與再投資法案》（34億美元）以來的最高水平。2021年11月5日，美國能源部宣布啟動“負碳攻關計劃”（Carbo
nNegativeEarthshots），旨在從空氣中去除10億噸CO2，并將捕集和封存CO2的成本降至100美元/噸以下。
（2）在商業應用方面，《2008能源改進和擴展法案》中確立的48A和45Q投資稅收抵免政策促進CCS的市場開發。45Q稅收抵免政策經過2018年的修訂后，每噸CO2的補助金額得到了大幅提升，采用遞進式CO2補貼價格的設定方式，如表2所示。2021年拜登政府上任以后，陸續提出了《準用45Q法案》《碳捕集現代化法案》《碳捕集、利用和封存稅收抵免修正法案》《為我們的能源未來融資法案》等來促進CCS的市場開發。
（3）在基礎設施建設方面，2021年3月美國兩黨提出了《封存二氧化碳和降低排放量（SCALE）法案》，提出建立二氧化碳基礎設施融資和創新法案（CIFIA）計劃、安全的地質封存基礎設施開發計劃以及為環境保護署（EPA）在鹽堿地質層中的第六類許可證（進行地下CO2儲存所需的許可證）提供更多資金等措施。2021年11月美國通過《基礎設施投資法案》，提出將提供近50億美元用于支持CO2運輸和儲存基礎設施和場地的開發和融資。
2.2歐盟:CCUS制度化和規范化的積極倡導者
歐盟在CCS制度化和規范化方面走在全球前列，代表性法規CCS指令（2009/31/EC）是世界第一部關于CCS的詳細立法，詳細規定了CO2運輸、封存場地選址、勘探和封存許可證發放、運營與關閉以及關閉后的責任和義務、CO2監測、信息公開等具體要求，以及對現有各相關指令的修訂，建立起在歐盟內開展CO2地質封存的法律和管理框架。歐盟CCS相關政策多與能源、氣候變化政策聯系在一起，如《2030年氣候與能源政策框架》指出CCS是歐盟能源和碳密集行業大幅減排的關鍵技術，要加大CCS研發力度和商業示范；《2050長期戰略》將CCS作為實現碳中和目標的七大戰略技術領域之一；歐盟委員會在《歐洲綠色協議》中提出將CCS納入向氣候中立過渡所需的技術，將其視為關鍵工業部門脫碳的優先領域之一。2021年通過的《歐洲氣候法》把氣候中立的政治承諾轉變為法律義務，預計未來將繼續加大CCS相關政策支持。
歐盟多個研發資助計劃支持CCUS的研發和部署。地平線歐洲計劃將在2021年和2022年分別提供3200萬歐元和5800萬歐元資金資助CCUS技術研發。截至2021年9月，歐盟有35個商業CCUS項目。與美國不同，歐洲的CCUS示范項目主要依靠歐盟碳交易市場（EUETS）來體現。
2.3日本：積極搶占碳循環利用技術創新高地
日本長期致力于低排放發展戰略，將CCUS技術與氫能、可再生能源、儲能、核能等并列為日本實現碳中和目標的關鍵技術。在《能源技術戰略路線圖》《國家能源新戰略》《第五期能源基本計劃》等政策規劃中均提出要加緊開發CCUS相關技術。2014年推出的《戰略能源計劃》提出要在2020年左右實現CCUS技術的實際應用，并盡早建設CCUS就緒的設施，以支持CCUS的商業化。由于日本資源匱乏以及沒有可用于EOR的油氣產區地質條件等原因，日本在國際上積極參與海外CCUS項目投資，如美國的PetraNova，在國內致力于發展碳循環利用技術，并于2019年發布了《碳循環利用技術路線圖》，設定了碳循環利用技術的發展路徑，以加快CCUS技術戰略部署的腳步，2021年對該路線圖進行了修訂以促進其進一步發展。2020年發布的《革新環境創新戰略》和《實現2050碳中和的綠色增長戰略》均提出要大力發展CCUS和碳循環利用技術，以積極搶占碳循環利用技術創新高地。
在技術研發方面，日本新能源產業綜合開發機構（NEDO）是發展CCUS技術的主要政府科研機構，目前主要通過NEDO的碳循環和下一代火力發電等技術開發計劃（2016－2025年）、CCUS研發/示范相關計劃（2018－2026年）等促進CCUS技術研發。2021年，NEDO宣布將在“碳循環和下一代火力發電等技術開發”框架下，于2021－2025年投資130
億日元用于支持CO2循環利用技術發展；2022年1～2月，NEDO相繼宣布在綠色創新基金框架下投資382.3億日元用于碳分離和回收，1152.8億日元用以支持將CO2等轉化為運輸用合成燃料、可持續航空燃料、甲烷以及綠色液化石油氣等技術開發，490億日元用以支持CO2還原制化學品。
