2025全球碳管理技术发展态势分析

随着全球碳中和目标的推进，碳管理技术作为实现负排放和工业脱碳的关键路径，正加快迈入规模化商业化时期。1月8日，市场监管总局（国家标准委）批准发布12项二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）国家标准，将自7月1日正式实施，涉及CCUS产业全流程以及术语和减排量评估等基础环节。这批标准的发布实施，将有效统一基本概念，为二氧化碳捕集、输送、封存、量化等关键流程实施建立统一的技术规范、检测方法与评价标准，促进CCUS全链条技术创新和产业应用。本文梳理2025年以来全球碳管理（包括CCUS以及其他碳移除技术）技术重要政策和关键技术进展，揭示主要国家发展碳管理技术的思路，分析碳管理技术面临的挑战和趋势，以供决策参考。

01全球碳管理技术相关政策

2025年，全球碳管理技术相关政策体系继续完善升级。美国持续推进碳管理技术的制度支撑与政策保障，欧盟积极推进碳管理技术商业化。加拿大、澳大利亚则立足自身产业禀赋，从提升碳移除产业竞争力、优化技术路线等维度，持续强化碳管理技术全链条布局。

1、美国立法延续补贴政策

7月4日，美国总统特朗普签署《大而美法案》，取消了多项清洁能源激励与税收优惠政策，但保留了对CCUS的支持。该法案延续了45Q税收抵免条款的补贴额度：点源碳捕集项目每吨可获85美元，直接空气捕集项目每吨可获180美元。45Q税收抵免对加速美国碳管理技术部署至关重要。

2、欧盟系统性推进碳管理技术商业化

2月26日，欧盟委员会发布《清洁工业协议：竞争力和脱碳联合路线图》，提出为碳捕集与封存技术构建商业基础，以应对难以消减的残余排放。7月2日，欧盟提出《欧洲气候法》修订案，建议引入碳信用额度机制、将永久性碳移除技术纳入欧盟碳排放交易体系，进一步明确了碳管理的制度路径与市场通道。11月21日，欧盟在《永久碳移除、碳农业与产品碳储存认证框架法规》基础上，正式通过首套《碳移除与碳农业认证框架》（CRCF）实施条例，标志着欧洲自愿碳信用市场迈出关键一步，为农业、林业及土地利用领域的永久性碳移除行动提供量化、认证与收益机制。

3、德国立法解禁并规范大规模碳捕集与封存应用

德国《二氧化碳封存法》修正案于11月28日正式生效。该法案明确CCUS技术是实现《联邦气候保护法》目标的关键路径，解除了此前仅允许科研用途的限制，为大规模CCUS技术应用提供了法律保障。法案加入了关于保护海洋保护区、饮用水安全及保障公众早期知情权的条款，体现了在推广技术的同时兼顾生态保护与社会接受的平衡思路。

4、加拿大推出气候竞争力战略以税收与碳价驱动碳管理

11月9日，加拿大发布《气候竞争力战略》，围绕投资、定价与监管三大支柱强化其在清洁经济中的竞争优势。该战略明确将CCUS税收抵免全额延长至2035年，为相关项目提供了长期稳定的税收激励。

5、澳大利亚发布碳移除路线图布局新兴碳移除产业

11月7日，澳大利亚联邦科学与工业研究组织发布《澳大利亚二氧化碳移除路线图》，系统评估了该国发展新兴碳移除（CDR）技术的潜力。路线图提出，通过结合直接空气捕集+封存、生物质碳移除+封存、海洋碱化增强、增强岩石风化等四种技术路径，澳大利亚年碳移除潜力可达3.3亿吨，高雄心情景下可达9亿吨。路线图提出建立测量、报告与核查体系，同时纳入碳市场、持续投资研发和确保社区参与等举措助力实现相关CDR战略目标。

6、我国政策与金融工具协同推动CCUS全链条布局

我国已发布超过90项CCUS相关政策文件，涉及规划、标准、路线图、技术目录等。6月，中国人民银行联合相关部委正式发布《绿色金融支持项目目录（2025年版）》。在此次修订中， CCUS技术路径首次以完整链条形式被系统纳入。9月，国家发展改革委关于印发《节能降碳中央预算内投资专项管理办法》的通知，提出支持规模化CCUS项目建设。12月，工业和信息化部发布《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录（2025年版）》，大规模燃烧后碳捕集技术、中空纤维二氧化碳分离膜技术、二氧化碳离心压缩机技术等涵盖在内。

02

关键技术进展

2025年，国内外研究机构与企业围绕碳捕集材料、系统集成、地质封存与化学、生物利用等多个方向开展创新研究，推动技术向高效、低能耗、低成本和集成创新方向发展。

1、碳捕集技术

第三代突破性技术电化学碳捕集取得工程化和科学机理的研究突破。1月，剑桥大学研究团队通过实验与有限元建模相结合，首次揭示了超级电容摆动吸附（SSA）技术捕集二氧化碳的分子机制，为电化学碳捕集技术的优化设计提供了重要理论指导。5月，麻省理工学院研究团队在碳捕集系统中加入纳米级过滤膜，将电化学二氧化碳捕集和释放的效率提高6倍，显著降低了能耗与成本。

在创新集成路径方面，7月，谢菲尔德大学研究团队研制出锂-二氧化碳“呼吸”电池，该电池在释放电力的同时能够捕集二氧化碳，展现了该路径在功能集成上的巨大潜力，为未来提供了一种更环保的选择。在光驱动路径上，学术界致力于利用太阳能来驱动捕集循环，以降低过程总能耗。9月，北京大学与北海道大学合作团队成功开发出一种光驱动碳捕集系统，其核心是利用光敏剂和烯醇分子在光照下（如紫外光）的可逆反应，实现对二氧化碳的“光控”捕集与释放，为开发低能耗、响应式的碳捕集技术开辟了新路径。

2、二氧化碳地质利用与封存

矿化封存将二氧化碳转化为稳定的碳酸盐矿物，模仿自然风化过程。2月，美国斯坦福大学创新碳封存工艺，利用“CaCO₃/CaSO₄ + 富镁硅酸盐 → Ca₂SiO₄ + MgO”这一热化学循环，把原本惰性的镁硅酸盐变成快速再碳酸化的活性材料，实现能耗低于主流DAC一半、潜力超105吉吨的永久碳移除。4月，大连理工大学研究团队提出一种“二氧化碳预注入”模式，通过改变水合物形成类型和空间分布，能够更快、更安全高效地形成海底二氧化碳水合物密封盖层，与共注相比，二氧化碳预注入可将盖层形成时间缩短61.43%，为实施海洋水合物法碳封存提供了重要的理论依据和技术支持。

3、二氧化碳化工利用

二氧化碳化工利用领域取得的系列重要突破，主要集中在产物选择性、系统稳定性和能源适配性等关键科学问题。5月，韩国光州科学技术院研究团队利用富磷铜催化剂和零极距电解槽，通过湿化二氧化碳气体与循环碱性介质协同作用，实现了以烯丙醇为主的C3+液态产物的高选择性合成，法拉第效率66.9%。6月，美国莱斯大学研究团队通过酸加湿二氧化碳的方法，有效抑制了电解槽中的盐沉淀，使系统在保持高选择性、一氧化碳法拉第效率保持在90%以上稳定运行超1000小时，甚至可达4500小时，解决了商业化的一大瓶颈。10月，美国西北大学和加拿大女王大学的研究人员提出了一种可恢复操作策略，实现了二氧化碳高选择性、稳定地转化为甲烷，甲烷法拉第效率高于60%，并能适配可再生能源的间歇性运行。11月，韩国能源研究院研究团队研制出可将二氧化碳转化为一氧化碳的低温铜催化剂，在400 ℃下该催化剂的一氧化碳产率为33.4%，与标准铜催化剂相比，生成速率提高了1.7倍，产量提高了1.5倍，且能保持超过100小时的连续稳定性。

4、二氧化碳生物利用

利用生物系统或仿生系统固定二氧化碳是另一条充满潜力的路径。1月，美国加州大学伯克利分校研究团队构建迄今最全面的Rubisco序列-功能图谱，系统揭示二氧化碳固定关键酶的设计改造潜能。2月，德国马普陆地微生物所研究团队构建的还原性甘氨酸合成代谢途径（rGlyP），比传统卡尔文循环效率高17%。

多个研究团队成功构建了高效的“非生物-生物”耦合系统。2月，加州大学伯克利分校研究团队将卤化铅钙钛矿光吸收剂与铜纳米花电催化剂结合，开发新型人工叶片，光合性能提升200倍，可高效生产乙烷和乙烯。3月，中国科学院天津工业生物技术研究所的研究人员利用金属依赖性甲酸脱氢酶重构一碳代谢并优化还原甘氨酸途径，成功将甲酸营养性大肠杆菌的倍增时间缩短至4.5小时，效率提升超50%。5月，英国剑桥大学团队创新性地提出了一种非生物-生物多米诺级联策略，通过整合光催化二氧化碳-合成气转化系统与经过适应性进化的合成气发酵细菌，实现了二氧化碳向高价值C₂分子产物（如乙酸和乙醇）的高效转化。7月，中国科学院天津工业生物技术研究所功能糖团队开发了体外生物合成系统，可以耦合电催化/热催化还原二氧化碳过程，真正实现二氧化碳从头转化合成蔗糖。8月，丹麦科技大学联合柏林工业大学研究团队捕获一氧化碳脱氢酶催化二氧化碳还原的动态全周期结构，明晰电子传递路径，为设计高效二氧化碳还原催化剂提供原子级蓝图。

5、直接空气捕集

直接空气捕集吸附材料及装置的研发也取得进展。2月，剑桥大学研究团队研制出一种集成式、太阳能驱动的气体流双床直接空气捕集与利用反应器，该技术首次在气体流动相中实现了从直接捕集空气（400 ppm低浓度）到生产燃料前体的全流程集成，且无需外部提供高温高压条件，为解决当前直接空气捕集技术的高成本与低附加值问题提供了新途径。11月，多伦多大学研究团队开发了一种基于蒸发诱导结晶的被动直接空气捕集（DAC）技术。该技术利用超浓缩KOH溶液（>9摩尔每升）在空气界面实现二氧化碳向碳酸盐的快速结晶，避免了传统DAC的复杂化学循环和主动组件，捕获通量提升6倍以上，成本可降低42%。11月，美国橡树岭国家实验室研究发现，在环境条件和湿度存在下，MgO在多次碳捕获循环中未出现任何失活现象，是适合作为DAC的吸附剂材料。

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产业化进展

2025年，碳管理技术产业化进程显著加速，多个标志性大型项目取得实质性突破。全球CCS研究院目前追踪全球70个运营中的CCS项目，年捕集能力达6100万吨。美国在CCS部署领域保持全球领先地位，现有33个运行项目、19个在建项目，另有超过300个项目处于不同开发阶段。

在DAC领域，产业化规模实现重大跨越。3月，瑞士气候科技公司Climeworks在冰岛启用全球最大碳捕集工厂—Mammoth，其年捕获能力将达到约3.6万吨二氧化碳。9月，由该公司主导的“龙卷风”项目在美国德克萨斯州正式投入运营。该项目首次采用其第三代固体吸附技术，设计年捕集能力达50万吨二氧化碳，是全球首个达到半百万吨级的商业化DAC设施，标志着DAC技术正式从兆瓦级示范迈向大规模商业化部署。11月，由加拿大Carbon Engineering公司提供技术支持的“蓝天”项目在加拿大萨斯喀彻温省完成最终投资决策。该项目计划分两期建设，总投资额约18亿美元，首期工程预计于2027年投产，年捕集规模为100万吨二氧化碳，所捕集的二氧化碳将用于提高石油采收率（EOR）和地质封存，展示了DAC与现有能源基础设施结合的商业模式。

在点源碳捕集与转化封存领域，工业领域应用和转化取得关键进展。6月，我国“齐鲁石化-胜利油田”百万吨级CCUS项目全面建成投产，是当时亚洲规模最大的全产业链CCUS项目，为工业源碳捕集和区域碳管理网络建设提供了重要示范。7月，中国科学院上海高等研究院（高研院）完成千吨级合成气制航空煤油馏分工业示范。10月，德国“北海碳管理枢纽”项目捕集汉堡港区多家钢铁、化工企业的工业排放，并通过新建的沿海终端接收站，将液化二氧化碳船运至挪威北海的“北极光”封存库进行永久封存，开创了欧洲跨区域、多源汇的工业碳管理商业化先例。12月，高研院全球首套高压甲烷-二氧化碳干重整产业化示范装置通过石化联合会72小时考核。

在碳捕集技术与装备制造领域，产业化能力持续提升。7月，日本三菱重工宣布其新一代高效胺基捕集溶剂（KS-21™）实现商业化量产，并成功应用于东南亚某大型天然气处理厂的碳捕集项目。该溶剂宣称可降低再生能耗约20%，并显著降低降解率，提升了捕集系统的经济性与稳定性。同期，美国福陆公司获得一份价值超过3亿美元的工程、采购、施工（EPC）总承包合同，为美国墨西哥湾沿岸一家大型蓝氢工厂建设碳捕集装置，表明专业化工程服务市场随着大型项目的兴起而迅速成长。

私人资本对碳移除领域的关注度在2025年继续升温。2月底，Frontier与Phlair签署首个电化学直接空气捕集交易协议，协议约定Frontier向Phlair电化学DAC技术投资3060万美元，计划在2027—2030年清除4.7万吨二氧化碳。9月，施耐德电气与瑞士企业Climeworks签署重大高持久性碳移除交易的多年协议，承诺将于2039年前清除3.1万吨二氧化碳。第四季度，专注于气候技术的风险投资机构“突破能源Ventures”领投了对开发电化学DAC技术的初创公司“Sustaera”的6500万美元B轮融资，反映出投资者对下一代低能耗碳捕集技术的信心。此外，科技巨头微软在10月宣布，已从上述Climeworks“龙卷风”项目中预购了约35万吨的碳去除信用，创下历史上最大的碳去除信用单笔采购记录，为DAC产业化提供了重要的需求侧支撑。

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总结与展望

1、全球碳管理技术发展进入新阶段

2025年，全球碳管理技术迈入战略深化与实践提质的关键阶段。主要经济体立足气候治理全局，依托碳市场纳入或独立交易机制构建长效激励体系，同时聚焦碳移除等核心技术研发，加大投入力度，注重监管框架完善、生态保护与社会共识凝聚的多维度协同，推动碳管理从单一技术探索向系统性治理能力建设跨越，为全球气候行动注入了新动能。

2、碳管理技术呈现多路线并行

技术路线呈现“多线程并行，规模化竞速”的特征。基于点源或空气的碳捕集与地质封存、生物炭、增强风化等主流路线均已出现代表性的旗舰项目。二氧化碳转化利用技术正从单一技术突破走向多技术耦合创新，特别是“电催化/光催化+生物催化”的耦合系统，未来可能在可再生能源、碳减排和生物制造相结合方面潜力巨大，有望形成全新的人工碳循环产业范式。碳移除产业在2025年已从概念验证阶段迈入早期商业化部署的关键窗口期。随着各国强化气候承诺与净零路径的刚性约束，市场对规模化、可验证的碳移除解决方案需求快速增长。

3、未来需国内外协同推进

尽管进展显著，碳管理领域仍面临深层次挑战：前期技术研发与项目落地的高投资门槛制约规模化推广，跨行业、跨区域的基础设施互联互通不足影响全价值链减排效率，国际层面核算标准、统计口径的不统一则增加了全球协同治理的难度。

展望未来，各国需在国家层面持续优化支持性政策工具箱与市场化监管环境，强化政策稳定性与执行力度；国际社会更需深化多边合作，加快推动技术标准统一、核算方法互认与碳定价机制协同，打破技术、资金、数据流动壁垒，加速碳管理技术与模式的全球规模化部署。