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为助力中国实现 “双碳” 目标，解决燃煤电厂（CFPPs）高碳排放问题，研究人员开展 CO?捕集利用与封存（CCUS）的源汇匹配研究。测算了 972 家 CFPPs 的 4814.23 Mtpa 排放，评估油气田封存能力，得出 1.03-5.12 Gt 减排潜力等结果，具重要脱碳实践意义。
在全球气候危机愈演愈烈的当下，煤炭作为传统能源主力，其燃烧带来的大量 CO?排放成为实现碳中和目标的 “拦路虎”。中国作为世界最大 CO?排放国，燃煤电厂（CFPPs）的碳排放量占全国总排放量的近半壁江山，2021 年数据显示，其贡献了约 48% 的 CO?排放，总量达 12.1 亿吨。如何让这些 “高碳” 电厂实现低碳转型，成为摆在科研人员面前的紧迫课题。在此背景下，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术因其能与现有能源基础设施无缝衔接，成为破解困局的关键路径。它不仅能直接捕获生产过程中排放的 CO?，还能通过提高油气采收率实现碳循环利用，兼具环境效益与经济效益。然而，高昂的改造成本、复杂的源汇匹配问题以及政策支持体系的完善等，均制约着 CCUS 技术的大规模推广。
为突破这些瓶颈，中国地质大学（武汉）的研究团队开展了一项针对中国燃煤电厂 CCUS 的系统性研究，相关成果发表在《Fuel》期刊。该研究旨在通过 CO?源汇匹配分析，为中国燃煤电厂的脱碳提供科学布局和实施路径，助力实现 2060 年碳中和目标。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，对全国 972 家现役燃煤电厂的 CO?排放量进行全面评估，数据来源于官方网站、报告及同行评审期刊等多渠道；其次，对 556 个油田和 164 个气田的 CO?封存能力进行测算，分析不同地质条件下的封存潜力；最后，构建 CO?源汇匹配模型，综合考虑部署时间、运输距离、油气田增产潜力等多维度约束，优化 CCUS 项目布局。
研究结果
1. CO?排放现状与分布
研究显示，中国 972 家现有燃煤电厂的 CO?排放量达 4814.23 Mtpa（百万吨 / 年），装机容量为 1034.09 GW。从地域分布来看，装机容量和排放量前五的省份集中了大量燃煤电厂，凸显了这些地区在脱碳行动中的关键地位。
2. 油气田 CO?封存能力评估
经测算，556 个油田的 CO?封存容量为 5.31 Gt（十亿吨），164 个气田为 5.50 Gt。到 2060 年，中国油气田的 CO?减排潜力在 1.03 Gt 至 5.12 Gt 之间，显示出油气田作为 CO?封存 sinks（汇）的巨大潜力。
3. 源汇匹配下的经济分析
在 2030-2060 年期间，CCUS 项目的投资成本介于 265 亿至 1670 亿美元之间。通过部署 CCUS 项目，可产生 124 亿至 683 亿美元的净现值（NPV），表明在合理布局下，CCUS 项目不仅能实现环境效益，还能带来显著的经济回报。
4. 十大 CCUS 项目布局
研究提出了针对中国燃煤电厂的十大 CCUS 项目，这些项目分布在新疆、山东、宁夏、陕西等八个省份。以 2030 年规划为例，十大项目涉及的燃煤电厂 CO?排放量为 103.73 Mtpa，累计 CO?减排潜力高达 2058.29 Mt。其中，新疆和山东两省的电厂排放量占比达 47%，成为布局的重点区域。
研究结论与讨论
本研究通过全面的 CO?源汇匹配分析，为中国燃煤电厂的脱碳提供了清晰的路线图。研究证实，CCUS 技术在延长燃煤电厂服役寿命的同时，能有效降低碳排放，且油气田因其兼具封存能力和经济收益（如通过 CO?强化采油 EOR 技术），是中国 CCUS 项目的理想选择。此外，研究提出的区域协调中心（如济南、西安、乌鲁木齐、哈尔滨）建设建议，为优化资源配置和政策实施提供了实践方向。
尽管研究假设油气藏孔隙空间完全被 CO?填充可能导致封存能力高估，但不可否认的是，该研究为中国在 2060 年前实现燃煤电厂脱碳目标提供了关键的科学依据和项目储备。随着政策支持的加强和技术成本的降低，CCUS 有望成为中国能源结构转型中的核心技术之一，推动经济社会向低碳、可持续方向发展。
