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CO₂捕集是指将CO₂从工业生产、能源利用或大气中分离出来的过程，主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链捕集。我国CO₂捕集主要来源于煤化工行业、火电行业、天然气厂以及甲醇、水泥、化肥等工厂。天然气处理、甲醇生产以及炼化制氢等由于杂质较少多采用工业分离技术，电厂等燃烧炉中烟气杂质较多，一般采用燃烧后捕集技术。

CO₂输送是指将捕集的CO₂运送到可利用或封存场地的过程。根据运输方式的不同，分为罐车运输、船舶运输和管道运输，其中罐车运输包括汽车运输和铁路运输两种方式。CO₂运输目前常用的是车载公路运输、管道运输。

CO₂利用是指通过工程技术手段将捕集的CO₂实现资源化利用的过程。根据工程技术手段的不同，可分为地质利用、化工利用和生物利用等。目前规模化捕集主要用于地质利用，是将CO₂注入地下，进而实现强化能源生产、促进资源开采的过程，如提高石油、天然气采收率，开采地热、深部咸（卤）水、铀矿等多种类型资源；化工利用主要包括CO₂与CH₄重整、CO₂加氢技术等，生产合成油品、甲烷、甲酸、甲醇、乙醇等产品；生物利用包括农作物增产、生物燃料生产与环境治理等。

CO₂封存是指通过工程技术手段将捕集的CO₂注入深部地质储层，实现CO₂与大气长期隔绝的过程。按照封存位置不同，可分为陆地封存和海洋封存；按照地质封存体的不同，可分为咸水层封存、枯竭油气藏封存等。

碳捕集与封存（CCS）是指将CO₂从工业排放源中分离后直接加以封存，以实现CO₂减排的工业过程。现代意义的CO₂捕集、运输与封存作为减少人为排放CO₂的概念，最早是由意大利学者Marchetti提出。

1996年开始的挪威Sleipner CCS项目和2000年开始的IEA温室气体研究与开发计划机构（IEAGHG）Weyburn-Midale CO₂监测与封存项目（简称Weyburn项目），则是国际上最早开展的对人为排放CO₂进行大规模捕集、利用与封存的示范项目。Sleipner CCS项目是科学研究及大规模商业化示范项目。

当今世界，控制二氧化碳等温室气体排放，应对气候变化给人类生存和发展带来的严峻挑战，已成国际社会广泛共识。CCS是实现长期绝对CO₂减排的战略性技术。CCS在全球陆上理论CO₂埋存容量约为6~42万亿吨，是2019~2060年全球累积CO₂排放量5~37倍。CCS主要集中于发达国家，加拿大制氢、美国制乙醇的单体项目规模最大，年埋存百万吨。 

然而，CCS大型项目整合和封存安全性均存在诸多挑战，尤其工程投资巨大、运行成本高，企业大规模实施，必须依靠国家政策大力扶持来获得效益。

对于炼化、气电、水泥和钢铁行业来说，要想实现在生产过程中的深度减排，CCUS技术是必不可少的，而且是可再生能源电力和节能技术不可替代的，对于我国践行低碳发展战略和实现绿色发展至关重要。政府间气候变化专门委员会报告曾指出：如果没有CCUS，绝大多数气候模式都不能实现碳减排目标。国际能源署、政府间气候变化专门委员预估并指出，到2070年全球要实现净零，除能源结构调整之外，工业和运输行业仍有29亿吨CO₂无法去除，需要利用CCUS进行储存和消纳，CCUS技术累积减排约15%的排放量。

没有CCUS技术，碳减排成本将成倍增加。国内外大量实践证明，CCUS技术可以提高油气采收率，实现化石能源利用近零排放，促进钢铁、水泥、玻璃、化工等难减排行业深度减排，增强碳约束条件下电力系统的灵活性，保障电力安全稳定供应，抵消难减排的CO₂和非CO₂温室气体排放等。更为重要的是油气田可实现石油工业的“负碳化”，即把捕集的CO₂注入到油气地下腾出的空间中，广大的油气田可成为封存CO₂的“碳田”，这是一个应对气候变化、构建生态文明和实现可持续发展的战场。