2025年碳捕集技术:当前进展及未来创新方向

by | 2025 年 8 月 24 日 | 碳捕集, 碳足迹和碳核算, 气候变化

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2025 年的碳捕获技术在实现国际气候目标(包括《巴黎协定》下的目标)方面发挥着关键作用。 巴黎协定这些技术解决了发电、水泥和钢铁生产等难以减排行业的二氧化碳排放问题。这些技术的部署不断扩大,全球已投入运营的碳捕获、利用和封存 (CCUS) 项目超过 50 个,每年共捕获超过 50 万吨二氧化碳。关于 全球 CCS 研究院 报告中, 最先进的技术:CCS技术2025本文讨论了成熟的技术、新兴的技术、当前的挑战以及未来。

碳捕获和储存(CCS)。 来源: 研究之门

什么是既定的 碳捕集 2025 年的技术?

既定方法继续构成减排的支柱:

  • 燃烧后捕获 使用溶剂,例如 单乙醇胺 (MEA),从烟气中提取二氧化碳。该技术已应用于发电厂和工业设施,以实现 90-95% 效率。
  • 燃烧前捕获 将燃料转化为合成气,并在燃烧前分离二氧化碳。 吸附增强水煤气变换(SEWGS) 现在实现的捕获率约为 95%.
  • 氧燃料燃烧 在纯氧中燃烧燃料,产生富含二氧化碳的烟气。诸如 阿拉姆循环 在天然气厂和 LEILAC窑炉 在水泥中减少能源损失 10-15%.
  • 直接空气捕获 (DAC) 直接从大气中捕获二氧化碳。 Climeworks'设施目前以数千吨的规模运行,西方石油公司的 Stratos 枢纽将捕获 每年XN​​UMX吨. 随着可再生能源的整合,成本正在降低,生产率正在提高。

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2025年碳捕集技术关键指标

技术捕获效率预计成本(美元/吨二氧化碳)部署状态主要例子
燃烧后90-95%50-100Commercial / 商业边界坝(加拿大)、佩特拉诺瓦(美国)
预燃〜95%40-80试飞—商业SEWGS 试点(欧洲)
氧燃料燃烧95-99%60-90Commercial / 商业Allam Cycle 工厂,LEILAC 窑炉
直接空中捕获85-95%100–200(突破后跌至50以下)扩大Climeworks Orca、Deep Sky Alpha(加拿大)

碳捕获技术的效率

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哪些新兴创新将塑造2025年的碳捕获技术?

最近,新的进展突出了效率、模块化和 承诺对学院:

  • 高级吸附剂: 丝素蛋白气凝胶可捕获高达 3.65毫摩尔/克 在相对较低的温度下进行再生,并且 100%生物降解.
  • 金属有机骨架(MOF): 电压振荡吸附的能耗较低 30-50% 比热摆动过程。
  • 电摇摆吸附(ESA): ESA 使用氧化还原电极来捕获无热 零号任务技术 正在 Deep Sky 现场使用。
  • 基于沸石的无源DAC: 通过自然气流被动吸收二氧化碳,可用于远程放置的离网应用。
  • AI: Meta 的 Open DAC 2025 数据集与佐治亚理工学院合作,加速吸附剂的发现和初创企业的发展,其中包括 Airovation Technologies,该公司已开始整合混合 碳捕获、利用和储存系统.

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碳捕获部署中仍然存在哪些挑战?

  • 高能量需求: 在化石燃料供电的电网中,DAC 和富氧燃料系统对气候的益处被推迟了。
  • 材料耐久性: 吸附剂(例如 MOF)会因氧化和湿度敏感性而发生降解,因此长期稳定性至关重要。
  • 基础设施改善: 在不干扰现有工厂运营的情况下将捕获功能纳入其中可能会很困难。
  • 经济可行性: 政策支持,例如 碳捕集联盟2025年蓝图 以及激励措施 美国45Q信贷,仍然至关重要。
  • 扩展需求:从试点扩展到千兆吨级需要大量投资和强大的监测、报告和验证 (MRV) 系统。

2025年碳捕集技术

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2025年碳捕获技术前景如何?

未来十年将强调混合和智能系统:

  • 中试放大:ESA 和丝基吸附剂的目标是 每年捕获量超过 100 吨而 Climeworks 和 Deep Sky 则正在向数千吨级的设施迈进。
  • 人工智能优化:数据驱动的控制系统将降低成本并提高效率。
  • 矿化:将二氧化碳转化为稳定的固体可提供长期储存解决方案。
  • 行业活动:2025 年碳捕获技术博览会等平台重点关注二氧化碳运输和储存方面的进展。

在政策支持和合作下,碳捕获可以实现千兆吨级部署,成为净零路径的基石。

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2025年碳捕集技术常见问题解答

问:目前全球项目每年捕获多少吨二氧化碳?

答:每年, 超过50万吨有机会捕捉 到2050年将达到XNUMX亿吨 in 净零情景.

问:DAC 成本是否具有竞争力?

答:是的,成本的进步,以及像 Prometheus DAC 系统这样的系统,它提供了一个 低于50美元/吨.

问:人工智能在碳捕获中扮演什么角色?

答:人工智能将有助于快速发现新的吸附剂并帮助优化捕获系统操作,从而降低成本并提高可靠性。

问:各国政府正在采取哪些措施来进一步推广这些技术?

答:美国扩大税收抵免45Q和欧洲激励计划正在增加对CCUS的投资。

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作者

  • Sigma Earth 作者

    Emily Greenfield 博士是一位卓有成就的环保主义者,在撰写、评论和出版各种环境主题内容方面拥有 30 多年的经验。她来自美国,致力于提高人们对环境问题的认识和促进可持续实践。

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