什么是 CCS/CCUS？

2022/09/07

什么是 CCS/CCUS？

―二氧化碳分离、捕获、储存和利用技术―

用科学的眼光来看，
社会关注的真正原因

#能源/环境约束响应

什么是 CCS/CCUS？

CCS 是“C二氧化碳C捕获并S储存”，二氧化碳 (CO₂))被分离、回收并储存在地下。 CCUS 也是“C二氧化碳C吸引，U耕种和S“torage”的缩写，回收二氧化碳₂之外还使用它。

大气中的二氧化碳，被认为是全球变暖的主要因素₂由于需要降低浓度，这项技术和活动受到越来越多的关注。二氧化碳₂的分离和回收进行各种研究。

CCS/CCUS 的底层技术已经存在很长时间了，但 Utilization 的加入大大增加了技术选项的数量。二氧化碳₂

直到 CCS/CCUS 受到关注

CO₂不仅可以分离、收集，还可以使用

气候变化的主要原因之一是大气中的二氧化碳₂我想大家都知道，据说是浓度增加。最初，二氧化碳在地球上以各种形式产生。₂正在排放，但被森林、海洋等吸收，并保持平衡。

　然而，由于工业活动，CO₂大气中的二氧化碳排放量猛增并远远超过自然吸收₂增加了。特别是，燃烧化石燃料会释放大量储存在地下的碳，这些碳多年来以煤炭和石油的形式被锁在地下。₂

　人类活动产生的二氧化碳₂除了减少排放之外，还可以减少二氧化碳₂以及 CO₂进入化工产品和燃料等领域，目前正引起人们的关注。

　二氧化碳₂制成的燃料时，会添加二氧化碳₂会排放，但来自空气的CO₂中分离并回收燃料并使用可再生能源进行转换，与使用新的化石燃料不同，它实际上是二氧化碳₂排放是可以消除的。另外，从发电厂等处分离回收CO₂生产燃料，我们可以减少化石燃料的使用量。通过各种方式总体和长期大气二氧化碳₂这个想法是朝着降低浓度的方向发展。

2050 年碳中和宣言改变了企业和社会意识

　虽然CCS/CCUS的底层技术已经存在了一段时间，但尚未得到充分利用。由于石油等化石燃料的成本极低，二氧化碳₂而输入能量作为燃料再利用无论从能源还是经济角度来说都是不值得的。

　然而，随着气候快速变化带来的问题成为全人类面临的共同挑战，世界各国政府₂法律法规和税收制度已经到位，以鼓励减少排放。从技术上来说，加快可再生能源的引入也是一大因素。在现代社会，CO₂不受控制的排放，潮汐正在发生变化。已开始对企业活动产生负面影响。

　在日本，自政府于 2020 年宣布碳中和以来，对 CCS/CCUS 的关注迅速增加，目标是到 2050 年将温室气体排放量减少到几乎为零。

　EOR（提高石油采收率）是一种典型的CCS技术，已经存在很长时间了。当石油被开采出来时，它会因地下压力而喷出，但随着压力逐渐降低，喷出的力量就会停止。因此，EOR是一种向油田注入气体等以增加喷射力的方法。二氧化碳₂

　近年来，不仅这些技术可以直接使用，而且CO₂转化为有用的物质，加上“利用”一词，它被称为 CCUS。我们超越单项技术，包括有效利用生物质，创建大型碳循环系统并减少二氧化碳₂。

迈向碳中和

针对排放源量身定制的节能收集技术

　CCS 和 CCUS 共有的捕获（分离和回收）技术存在许多问题。

　最大的挑战之一是二氧化碳根据排放源的不同而不同₂浓度，特别是低浓度CO₂的收集技术钢铁制造、煤气发电等CO浓度相对较高₂水泥制造、燃煤发电、垃圾处理等中浓度排放，天然气发电等低浓度10%以下₂将被驱逐。

　当然是高浓度的CO₂更容易收集，在能源和成本方面更有优势。首先，高浓度的CO₂正在取得进展，但如果我们的目标是在未来实现碳中和，我们还必须从低浓度排放源进行回收。

　此外，作为一个基本问题，CO₂CO2 的回收是一种低效的方法，因为它也消耗能量。₂被分离和回收，在那里添加CO₂出现。因此，有必要减少恢复所需的能量。

　以目前实用化的技术，1吨CO₂。未来，我们希望回收大约三分之一的能量，但这是一个非常具有挑战性的目标。

目前商业化的二氧化碳₂的分离回收技术，有使用胺系水溶液的化学吸收法。然而，为了重复使用胺基水溶液，吸收的CO₂，需要加热到100℃以上的高温，消耗大量能源，增加成本。

　在我们的实验室中，我们目前正在研究不消耗太多能源的新分离和回收技术。其中之一是使用沸石膜和离子液体的CO₂分离技术。沸石膜是具有小分子尺寸孔的晶体，可像筛子一样用于过滤 CO₂此外，离子液体可以被设计成具有多种功能，使得高效的CO₂或成膜至CO₂₂也可用作分离膜。

另外，CO也被取出₂转化为甲烷等燃料和甲醇、乙醇、聚氨酯和聚碳酸酯等化学品。世界各地的各种 CO₂资源回收的研究正在进行，但目前尚不清楚我们在 2050 年应该选择什么。我们打算考虑所有可能的技术和可能性。

由 100 家公司组成的联盟旨在实现 CCUS

　AIST聚集了广泛的企业和研究机构，CO₂8040_8084CO₂分离、回收和再循环联盟''成立。我们已经有 100 家公司参与，但我们希望让更多的人参与进来。有想要共同开发技术的公司，也有想要了解最新信息和趋势的公司。如果您有兴趣，请随时与我们联系。

　2050年实现碳中和不仅需要现有技术，还需要新技术。既要利用好成熟技术，又要培育最新技术。

而且，在与很多公司交谈后，我再次认识到“CCUS不是一家公司就能实现的”。即使每家公司都为碳中和做出了各自的努力，仍然会有足够的二氧化碳₂不会有减少效果。例如A公司排放的CO₂，C公司运输，D公司和E公司合成化工产品，然后销售，形成物流链式流程。只有当它能够成为一项事业时，它才会产生结果。为此，AIST将带头推动技术层面以外的热烈讨论。

　CCS/CCUS也是国家应解决的研发问题之一。 AIST将继续与众多企业和相关组织合作，为2050年实现碳中和做出贡献。