全球碳捕获、利用和存储技术市场

1缩略语

2 .研究方法

• 2.1碳捕集、利用和封存(CCUS)的定义
• 2.2技术准备水平(TRL

3行政摘要

• 3.1二氧化碳排放的主要来源
• 3.2作为商品的二氧化碳
• 3.3实现气候目标
• 3.4市场驱动因素和趋势
• 3.5市场现状及未来展望
• 3.6 CCUS行业发展2020-2023
• 3.7 CCUS投资
  • 3.7.1风险投资
• 3.8政府CCUS举措
  • 3.8.1北美
  • 3.8.2欧洲37
  • 3.8.3中国38
• 3.9市场地图40
• 3.10商用CCUS设施和项目
  • 3.10.1设施43
    • 3.10.1.1正常运行
    • 3.10.1.2开发/建设中
• 3.11 CCUS价值链
• 3.12 CCUS 52的主要市场障碍

4简介

• 4.1什么是CCUS?53
  • 4.1.1碳捕获
    • 4.1.1.1源描述
    • 4.1.1.2净化59
    • 4.1.1.3 CO2捕集技术
  • 4.1.2碳利用
    • 4.1.2.1 CO2利用途径
  • 4.1.3碳储存
    • 4.1.3.1被动存储
    • 4.1.3.2提高采收率
• 4.2二氧化碳运输67
  • 4.2.1 CO2运输方式
    • 4.2.1.1管路68
    • 4.2.1.2 69号船
    • 4.2.1.3 69号路
    • 4.2.1.4 69号轨道
  • 4.2.2安全70
• 4.3成本70
  • 4.3.1 CO2运输成本72
• 4.4碳信用75

5碳捕获76

• 5.1从点源捕获二氧化碳
  • 5.1.1交通78
  • 5.1.2全球点源二氧化碳捕获能力
  • 5.1.3按来源
  • 5.1.4通过端点81
• 5.2碳捕集的主要过程
  • 5.2.1物料准备82
  • 5.2.2燃烧后84
  • 5.2.3含氧燃料燃烧
  • 5.2.4液态或超临界CO2: Allam-Fetvedt循环86
  • 5.2.5预燃
• 5.3碳分离技术
  • 5.3.1吸收捕获
  • 5.3.2吸附捕获
  • 5.3.3膜96
  • 5.3.4液体或超临界CO2(低温)捕获98
  • 5.3.5基于化学循环的捕获
  • 5.3.6 Calix高级分解器100
  • 5.3.7其他技术
    • 5.3.7.1固体氧化物燃料电池
    • 5.3.7.2微藻碳捕集
  • 5.3.8分离关键技术比较
  • 5.3.9气体分离技术技术成熟度(TRL) 105
• 5.4机遇与障碍
• 5.5捕获二氧化碳的成本
• 5.6二氧化碳捕获能力
• 5.7生物能源与碳捕获和存储(BECCS
  • 5.7.1技术概述
  • 5.7.2生物质转化率
  • 5.7.3 BECCS设施
  • 5.7.4挑战114
• 5.8直接空气捕捉(DAC
  • 5.8.1描述115
  • 5.8.2部署117
  • 5.8.3点源碳捕集与直接空气捕集
  • 5.8.4技术118
    • 5.8.4.1固体吸附剂
    • 5.8.4.2液体吸附剂
    • 5.8.4.3液体溶剂
    • 5.8.4.4气流设备集成
    • 5.8.4.5被动直接空气捕捉(PDAC
    • 5.8.4.6直接转换
    • 5.8.4.7副产物123
    • 5.8.4.8低温DAC 123
    • 5.8.4.9再生方法
  • 5.8.5商业化和种植
  • 5.8.6 DAC 122022世界杯冠军竞猜5中的金属有机框架(MOFs)
  • 5.8.7 DAC工厂和项目——目前和计划的126个
  • 5.8.8 DAC 132的市场
  • 5.8.9成本133
  • 5.8.10挑战
  • 5.8.11玩家和制作139
• 5.9其他技术139
  • 5.9.1增强风化
  • 5.9.2造林与再造林
  • 5.9.3土壤固碳(SCS
  • 5.9.4生物炭142
  • 5.9.5海洋肥沃
  • 5.9.6海洋碱化143

6碳利用145

• 6.1概述145
  • 6.1.1市场现状
  • 6.1.2碳利用效益149
  • 6.1.3市场挑战
• 6.2二氧化碳利用途径
• 6.3转换过程155
  • 6.3.1热化学
    • 6.3.1.1流程概述
    • 6.3.1.2等离子体辅助CO2转化
  • 6.3.2 CO2 159的电化学转化
    • 6.3.2.1流程概述
  • 6.3.3 CO2 162的光催化和光热催化转化
  • 6.3.4 CO2 162的催化转化
  • 6.3.5 CO2的生物转化
  • 6.3.6 CO2 167共聚
  • 6.3.7矿物碳酸化
• 6.4二氧化碳衍生产品172
  • 6.4.1燃料172
    • 6.4.1.1概述
    • 6.4.1.2生产路线
    • 6.4.1.3甲醇
    • 6.4.1.4藻类生物燃料
    • 6.4.1.5 CO₂-太阳能177燃料
    • 6.4.1.6公司178
    • 6.4.1.7挑战
  • 6.4.2化学品182
    • 6.4.2.1概述
    • 6.4.2.2可扩展性
    • 6.4.2.3应用
    • 6.4.2.4公司185
  • 6.4.3建筑材料
    • 6.4.3.1概述
    • 6.4.3.2 CCUS技术
    • 6.4.3.3碳化集料192
    • 6.4.3.4混合过程中的添加剂193
    • 6.4.3.5混凝土养护193
    • 6.4.3.6费用194
    • 6.4.3.7公司194
    • 6.4.3.8挑战
  • 6.4.4 CO2在生物增产中的利用
    • 6.4.4.1概述
    • 6.4.4.2应用
    • 6.4.4.3公司200
• 提高采收率中的CO₂利用
  • 6.5.1概述202
    • 6.5.1.1进程202
    • 6.5.1.2 CO₂源203
  • 6.5.2 CO₂eor设施和项目
  • 6.5.3挑战206
• 6.6增强成矿作用207
  • 6.6.1优点207
  • 6.6.2原地和迁地成矿作用
  • 6.6.3增强的成矿途径
  • 6.6.4挑战210

7碳储存211

• 7.1二氧化碳储存地点
  • 7.1.1 CO2地质储存的储存类型
  • 7.1.2油气田
  • 7.1.3盐水地层
• 7.2全球二氧化碳储存能力218
• 7.3成本220
• 7.4挑战220

公司简介222(238个公司简介)

9篇参考文献403

表格一览表

• 表1。技术准备水平(TRL)示例
• 表2。碳捕获、利用和封存(CCUS)市场驱动因素和趋势。29
• 表3。2020-2023年碳捕集、利用和储存(CCUS)行业发展。31
• 表4。在中国的示范和商用CCUS设施
• 表5所示。全球商用CCUS设施已投入运行。43
• 表6所示。全球商业CCUS设施-正在开发/建设中。45
• 表7所示。CCUS的主要市场壁垒。52
• 表8所示。二氧化碳利用和去除途径
• 表9所示。从点源捕获二氧化碳(CO2)的方法。58
• 表10。二氧化碳捕获技术。60
• 表11所示。碳捕获技术的优势与挑战。61
• 表12。用于碳捕获的商业材料和工艺概述。62
• 表13。二氧化碳运输方法。68
• 表14。每单位二氧化碳的碳捕获、运输和储存成本70
• 表15。商业规模碳捕获的估计资本成本。71
• 表16所示。点源示例。77
• 表17所示。碳捕获材料的评价
• 表18。燃烧后使用的化学溶剂。85
• 表19。用于燃烧前碳捕获的市售物理溶剂。88
• 表20。主要捕集工艺及其分离技术。88
• 表21。二氧化碳捕获的吸收方法概述。90
• 表22。用于吸收二氧化碳的市售物理溶剂。92
• 表23。二氧化碳吸附捕获方法综述。94
• 表24。基于膜的二氧化碳捕获方法综述。96
• 表25。微藻碳捕集的利弊。104
• 表26。主要分离技术比较。104
• 表27。气体分离技术的技术准备水平(TRL) 105
• 表28。按行业划分的机会和障碍。106
• 表29。现有和计划的生物碳封存能力。113
• 表30。现有的生物二氧化碳捕获和/或地质封存设施。114
• 表31。DAC的优点和缺点。116
• 表32。公司开发与DAC集成的气流设备。122
• 表33。公司正在开发被动直接空气捕捉(PDAC)技术。123
• 表34。开发DAC技术再生方法的公司。124
• 表35。DAC公司和技术。125
• 表36。DAC技术开发与生产。127
• 表37。DAC项目正在开发中。131
• 表38。DAC市场。132
• 表39。DAC的成本汇总。133
• 表40。DAC的成本估算。136
• 表41。DAC技术面临的挑战。138
• 表42。DAC公司和技术。139
• 表43。生物CCS技术。139
• 表44。生物炭在碳捕获中的应用综述。143
• 表45。各产品碳利用收益预测(美元)。149
• 表46。二氧化碳利用和去除途径。149
• 表47。二氧化碳利用的市场挑战。151
• 表48。例如二氧化碳利用途径。152
• 表49。通过热化学转化的CO2衍生产品的应用，优点和缺点。155
• 表50。电化学CO₂还原产品。159
• 表51。电化学转化CO2衍生产品的应用，优缺点。160
• 表52。生物转化CO2衍生产品的应用，优点和缺点。165
• 表53。开发和生产二氧化碳基聚合物的公司。167
• 表54。开发矿物碳酸化技术的公司。171
• 表55。二氧化碳衍生燃料市场概况。172
• 表56。微藻产品及价格。176
• 表57。主要太阳能驱动的二氧化碳转换方法
• 表58。公司生产二氧化碳衍生燃料产品。178
• 表59。由二氧化碳制造的商品化学品和燃料。183
• 表60。公司生产二氧化碳衍生化工产品。185
• 表61。水泥行业的碳捕获技术和项目
• 表62。生产二氧化碳衍生建筑材料的公司。194
• 表63。建筑材料中二氧化碳利用的市场挑战。196
• 表64。生物产量提高中二氧化碳利用的公司。200
• 表65。CCS在油气生产中的应用。202
• 表66。CO2 EOR/存储的挑战210
• 表67。二氧化碳的储存和利用。211
• 表68。全球枯竭水库储存项目。213
• 表69。全球CO2 ECBM存储项目。213
• 表70。二氧化碳提高采收率/储存项目。214
• 表71。全球储存地点——盐水含水层工程。216
• 表72。按地区分列的全球存储容量估计数。218

数字清单

• 图1。按部门划分的碳排放量。25
• 图2。CCUS市场概况
• 图3。二氧化碳的使用途径。28
• 图4。2022-2030年区域能力份额。30.
• 图5。2010-2022年全球碳捕集投资数百万美元。36
• 图6。碳捕获、利用和封存(CCUS)市场地图
• 图7。CCS部署项目，历史和2035年。42
• 图8。现有和计划中的CCS项目。51
• 图9。CCUS价值链
• 图10。CCUS过程示意图。53
• 图11。二氧化碳利用和去除的途径。54
• 图12。燃烧前捕获系统。60
• 图13。二氧化碳利用和去除循环。64
• 图14。利用二氧化碳的各种途径。65
• 图15。地下二氧化碳储存的例子。66
• 图16。CCS技术的运输。67
• 图17。用于液体CO₂运输的火车
• 图18。按部门计算的捕获每公吨二氧化碳(Co2)的估计成本。72
• 图19所示。不同流量下CO2运输成本
• 图20。长距离二氧化碳运输的成本估算。74
• 图21。二氧化碳捕获与分离技术。76
• 图22。点源碳捕获和储存设施的全球能力。79
• 图23。2021年按二氧化碳来源划分的全球碳捕集能力。80
• 图24。2030年按二氧化碳来源划分的全球碳捕获能力。80
• 图25。2021年和2030年按二氧化碳终点计算的全球碳捕集能力。81
• 图26。燃烧后碳捕获过程。84
• 图27所示。燃煤电厂的燃烧后CO2捕集
• 图28。氧燃烧碳捕获过程。86
• 图29。液态或超临界CO2碳捕集过程。87
• 图30。燃烧前碳捕获过程。88
• 图31所示。胺基吸收技术。92
• 图32。变压吸收技术。96
• 图33。膜分离技术。98
• 图34。液态或超临界CO2(低温)蒸馏。99
• 图35。化学循环工艺示意图。One hundred.
• 图36。Calix高级煅烧反应器。101
• 图37。燃料电池二氧化碳捕获图。102
• 图38。微藻碳捕获。103
• 图39。碳捕获成本。108
• 图40。到2030年的二氧化碳捕获能力，MtCO2。109
• 图41。大规模二氧化碳捕获项目的能力，当前和计划与净零 情景， 2020-2030。110
• 图42。生物能源与碳捕获和储存(BECCS)过程。112
• 图43。使用液体和固体吸附剂DAC工厂从空气中捕获二氧化碳，储存和重复使用。115
• 图44。净零排放情景下生物质和DAC的全球二氧化碳捕获
• 图45。DAC技术。118
• 图46。Climeworks DAC系统原理图。119
• 图47。Climeworks的第一个商业直接空气捕捉(DAC)工厂，位于瑞士的Hinwil
• 图48。固体吸附剂DAC的流程图。121
• 图49。碳工程基于高温液体吸附剂的直接空气捕获
• 图50。全球直接空气捕捉设施的能力。126
• 图51。DAC和CCS工厂的全球地图。132
• 图52。DAC技术成本示意图。134
• 图53。DAC成本分解和比较。135
• 图54。一般液体和固体DAC系统的运营成本。137
• 图55。生物炭生产示意图。142
• 图56。CO2非转化与转化技术，优缺点。145
• 图57。二氧化碳的应用。148
• 图58。按行业计算，捕获每公吨碳的成本。148
• 图59。二氧化碳衍生产品和服务的生命周期。151
• 图60。二氧化碳利用途径和产品。154
• 图61。等离子体技术在二氧化碳转化中的应用及其优缺点。158
• 图62。LanzaTech气体发酵工艺。163
• 图63。生物二氧化碳转化为电子燃料的示意图。164
• 图64。经济催化剂系统。167
• 图65。矿物碳酸化过程。170
• 图66。二氧化碳衍生燃料和化学中间体的转换路线。173
• 图67。二氧化碳衍生甲烷、甲醇和柴油的转化途径。174
• 图68。用于生产e-甲醇的CO2原料。175
• 图69。(a)生物光合成，(b)光热，(c)微生物光电化学，(d)光合和光催化(PS/PC)， (e)光电化学(PEC)，和(f)光伏+电化学(PV+EC) CO2 c177方法示意图
• 图70。奥迪合成燃料。179
• 图71。二氧化碳通过不同途径转化为化学品和燃料。182
• 图72。co2衍生高分子材料的转化途径
• 图73。二氧化碳衍生建筑材料的转化途径。188
• 图74。水泥行业CCUS原理图。189
• 图75。Carbon8 Systems的ACT工艺。192
• 图76。碳固化过程中二氧化碳的利用。193
• 图77。沙漠中的藻类栽培。198
• 图78。蓝藻产物的路径示例。199
• 图79。CO2提高采收率典型流程图。203
• 图80。不同行业不同阶段的大型co2 eor项目。205
• 图81。碳矿化途径。209
• 图82。二氧化碳储存概述-场地选择
• 图83。在生产有益的盐水时，向盐水层注入二氧化碳。216
• 图84。地下存储成本估算。220
• 图85。空气产品生产过程。225
• 图86。Aker碳捕获系统。227
• 图87。ALGIECEL PhotoBioReactor。230
• 图88。志向材料方法。233
• 图89。Aymium的生物碳生产。236
• 图90。Carbonminer技术。252
• 图91。碳叶片系统。256
• 图92。碳固化技术
• 图93。直接空气捕获过程
• 图94。中国国际广播电台的过程。267
• 图95。中国PCCSD项目
• 图96。虎鲸设施。282
• 图97。紧凑型碳捕获装置工艺流程方案
• 图98。Colyser过程。288
• 图99。ECFORM电解反应器原理图。294
• 图100。二氧基组合式电解槽。295
• 图101。燃料电池碳捕获
• 图102。Topsoe的SynCORTM自热重整技术。317
• 图103。碳捕获气球。320
• 图104。圣杯DAC系统。321
• 图105。INERATEC单位。326
• 图106。无限树摇摆法。327
• 图107。由Air的HexChar面板制成。339
• 图108。马赛克材料MOFs。347
• 图109。Neustark模块化工厂。350
• 图110。OCOchem的碳助熔剂电解槽
• 图111。ZerCaL™的过程。358
• 图112。Arthit海上气田的CCS项目。368
• 图113。修复技术。371
• 图114。Soletair动力装置。381
• 图115。蓝色原油生产的Sunfire工艺。387
• 图116。O12反应堆，396
• 图117。镜片由二氧化碳衍生材料制成的太阳镜。396
• 图118。二氧化碳制造了汽车零件。397