国际BECCS技术战略部署及进展分析

生物质能碳捕集与封存技术（Bio-Energy with Carbon Capture and Storage, BECCS）作为实现“负排放”的关键路径，在全球碳中和战略中具有不可替代的作用。据政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估（AR6）报告，多数1.5℃路径情景中，BECCS需承担全球年度CO₂移除量的30%以上，年均捕碳规模需达30~60亿吨CO₂。本文梳理2024年以来欧盟、美国、英国等主要国家和地区的BECCS战略部署特点，识别技术研究热点，并跟踪全球项目进展，探讨技术发展趋势和当前产业化面临的挑战，结合我国发展现状提出对策建议。

一、主要国家和地区战略部署特点

美国重视技术研发与政策激励，自2021年启动“负碳攻关计划”^[1]以来，持续强化资金支持力度，并通过如《通胀削减法案》等提供税收抵免措施，支持商业化部署。重点攻关方向包括开发微藻的大规模培养、运输和加工技术，并减少对水和土地的需求，以及CO₂去除量的监测与核查等^[2]。

欧盟在“绿色新政”和“地平线计划”等一系列加速绿色转型的政策框架引领下，不断加强BECCS的创新研究，完善和制定涵盖BECCS技术实施和市场推广的碳清除认证框架（CRCF）^[3]。2024年11月，欧盟理事会批准针对永久性碳移除、碳农业及产品碳储存的欧盟认证框架，明确涵盖BECCS在内的永久性碳移除活动^[4]。

英国不断强化空间集群与资金投入力度，鼓励生物质利用与CCS相结合用于电力、热力和运输，从长期来看优先考虑能够产生负排放（即捕集和封存CO₂）的生物质利用方式^[5]。预计到2027年，英国将投运800万吨/年CO₂捕集和封存能力的BECCS设备^[6]。

日本通过政策引导、碳排放交易体系（ETS）等措施，积极推动BECCS技术的发展和应用。2025年日本内阁批准了《第七次能源基本计划》，明确生物质发电的基本思路，要求使用可持续供应的生物质燃料、并强调提高生物质的有效利用率^[7]。同年，日本通过ETS立法，允许企业使用四类碳清除信用进行碳抵消，抵消上限为5%^[8]，其中就包括BECCS。

巴西依托其丰富的生物质资源加速低碳能源转型，不断完善政策框架体系，积极与国际碳市场接轨，加强创新研究和试点应用。2024年巴西批准《未来燃料法案》^[9]，制定了绿色柴油、可持续航空燃料和生物甲烷的国家计划，增加了乙醇和生物柴油在汽油和柴油中的掺混量，建立了碳捕集与封存的监管框架，并计划在可再生能源和生物经济领域投资约0.92亿美元。同年12月，巴西批准碳市场监管法案^[10]，建立巴西温室气体排放交易体系，鼓励企业投资BECCS项目。

我国将BECCS技术发展纳入国家“双碳”战略框架内，BECCS迎来快速发展期。《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》^[11]中明确提及支持与生物质结合的负碳技术（BECCS）研发。《国家发展改革委等部门关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》^[12]中提到稳步发展生物质发电和燃料，推进耦合生物质燃烧技术改造和试点应用。《中共中央 国务院关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》^[13]、《国务院关于印发2024—2025年节能降碳行动方案的通知》^[14]中均提到因地制宜开发生物质能。这些文件为BECCS发展提供了良好的政策环境。

二、BECCS技术发展态势

从全球发文趋势来看（图1），自2008年起BECCS领域发文数量呈现快速增长趋势，其中2019—2022年发文数量增长最快，2022—2024年平均发文数量高达1089篇，是2008年发文量（67篇）的16倍。从论文发表国（第一作者）来看，对该领域关注度排名前10位的国家依次为中国、美国、印度、英国、德国、巴西、意大利、西班牙、瑞典、韩国。

图1 BECCS技术发文趋势

基于对BECCS领域论文高频关键词的聚类分析（图2），发现该领域的研究热点包括：生物质的开发与应用（聚类1）、生物质热化学转化（聚类2）、生物能源及其系统碳循环过程（聚类3）、微藻光合固碳生物制造技术（聚类4）、废弃物循环利用及厌氧生物能源转化（聚类5）等。

图 2  BECCS领域论文高频关键词的聚类分析

（1）生物质的开发与应用。聚焦生物质原料（如废弃油脂、木质素）高效转化为清洁燃料（生物柴油、沼气、生物航油），并进行提纯优化；通过可再生能源驱动制氢及合成燃料（如氨、甲醇），实现脱碳；系统集成与过程工程优化。

（2）生物质热化学转化。以废弃资源为主，通过热解、气化等热化学转化技术，实现产物提质；构建能—碳协同输出系统，如与燃煤电厂联合、生物质碳固定等。

（3）生物能源及其系统碳循环过程。通过生物能源耦合碳封存（如土壤固碳、生物炭），实现碳负排放系统；通过全生命周期可持续性评估方法研究，量化生物能源从种植到终端的综合可持续性；土地利用与资源冲突优化；碳循环过程与生物地球化学反馈。

（4）微藻光合固碳生物制造技术。通过分子改造等手段提升微藻光合固碳能力；集成化生物过程设计，实现废料协同去除，以及能源和高值产物生产。

（5）废弃物循环利用及厌氧生物能源转化。厌氧生物过程强化以提高有机物转化率和多元能（燃气、氢气、电能等）输出率；实现废弃物资源化闭环，构建可持续能源体系。

三、国际BECCS项目进展

全球BECCS项目正从技术验证转向规模化部署阶段。目前全球共有18个BECCS项目正在运行^[15]（部分项目见表1），分别位于欧洲、美国、加拿大和日本，主要应用于乙醇生产、发电和废物转化为能源。

表1  全球BECCS设施和示范项目

全球范围内大部分BECCS项目仍处于示范或试点阶段，仅有个别已进入商业化，技术成熟度评估见图3^[27]。目前，从第一代生物乙醇生产中捕集CO₂是最成熟的BECCS途径。生物质燃烧厂的CO₂捕集已处于商业示范阶段，但用于合成气应用的大规模生物质气化仍处于大型样机阶段。在工业领域，生物质混烧已在造纸厂、水泥厂和钢铁高炉中实现商业化。然而，从窑炉和高炉废气中捕集CO₂仍处于样机或示范阶段。我国BECCS研究较晚，电力供应仍然是以燃煤为主，“生物质发电+CCS/CCUS”与“燃煤耦合生物质发电+CCS/CCUS”是电力行业发展BECCS技术的两条关键路线。

图3  BECCS技术成熟度水平

四、BECCS产业发展前景与建议

1、发展前景及挑战

全球碳中和目标推动多国将BECCS纳入关键技术体系，通过碳税、绿色信贷等政策工具推动技术规模化应用，并逐步从单一补贴转向碳市场激励以降低技术商业化风险。BECCS产业链呈现“资源—技术—市场”深度耦合趋势，上游原料收储嵌入智能化保障生物质可持续供应，中游依托石油、化工、能源企业的技术迁移实现降本增效，下游构建多产业协同应用场景，如农电联动循环经济园区、生物炼化耦合CCUS，形成覆盖全生命周期的循环经济模型。

BECCS技术的核心挑战在于全产业链瓶颈的系统性解决方案。原料端存在可持续供应压力，非粮生物质存在季节性波动和集中收储困难，且生物质资源与碳封存点地理错位加剧运输能耗，大规模生物质资源供应可能导致土地利用冲突。技术端主要分为生物质能利用和CCS 两个部分，像费托合成生物燃料、生物质气化联合循环发电等生物质利用环节，大多处于研发期或示范期，未来的发展仍存在较大不确定性；在CO₂的捕集、运输和封存环节，普遍存在能耗高、成本大、设备庞大等缺点，限制了其在大规模工业生产中的应用。

2、建议

BECCS技术是实现碳中和目标的重要负排放技术，其发展需要综合考虑技术、资源、经济和社会等多方面因素。建议：

（1）构建生物质资源监测体系，全面评估生物质资源的潜力和可持续供应能力，并制定严格的生物质资源可持续利用标准，避免过度开发对生态和粮食安全的影响。

（2）重点研发高效生物质转化技术和低成本碳捕集技术，降低技术成本。加快建设全流程BECCS示范项目，验证技术可行性并积累经验。优先在东北（生物质资源富集区）、西部（封存潜力区）建设集成项目。

（3）设立BECCS专项财政补贴、税收优惠或碳排放权交易激励，降低企业应用成本。

（4）参与国际BECCS技术研发合作项目，共享经验和技术成果。通过“一带一路”绿色基金输出秸秆气化—CCUS等集成技术，推动建立全球统一的BECCS技术标准和认证体系，促进技术推广。