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一起“碳”索：如何核算CCUS项目净减排量？

时间：2026-04-30 浏览：

转自《西北大学学报自然科学版》2026年科普公益活动，原文由CCUS国地中心团队提供。

实现碳达峰、碳中和是党中央作出的重大战略决策，要实现“双碳”目标，必须对温室气体排放量进行标准化计算统计、摸清碳排放家底，才能为碳交易有序开展和相关政策科学制定提供坚实数据基石。那么，作为关键负碳技术，碳捕集、利用与封存技术（CCUS）的低碳价值如何衡量？真实的减排量该如何核算？本期科技之春科普活动，我们特邀西北大学地质学系马劲风教授为您深度解密CCUS减排方法学，探寻从“捕集一吨碳”到“认可一吨碳”的科学标尺，敬请阅读——


在应对气候变化的诸多技术中，碳捕集、利用与封存（CCUS）被视为高碳排放行业（如煤电、煤化工、水泥、钢铁）实现碳中和的关键路径。然而，CCUS实际减排了多少？注入地下的CO₂是否实现永久封存？要回答这些问题，仅知晓“捕集了多少吨CO₂”“注入了多少吨CO₂”远远不够，精准核算实际净减排量才是核心。
在应对气候变化的实践中，MRV（Monitoring, Reporting, Verification，即监测、报告、核查）与MMV（Monitoring, Measurement, Verification，即观测、监测、验证）两套技术管理框架，共同构成了CCUS项目碳信用的“质检体系”。其中，MRV是一套面向温室气体排放与减排活动的制度性框架，广泛应用于碳交易、碳税等领域，核心是实现“可测量才可管理、可报告才可信任、可核查才可交易”，覆盖排放源、捕集过程、运输环节及最终封存或利用的全链条，确保减排量真实可信、可追溯、可比较。MMV则聚焦CCUS中的地质封存环节，是技术层面对MRV的具体落地，核心任务是确认注入地下的CO₂是否按预期运移、是否发生泄漏、封存是否具备长期（数百年至上千年）稳定性，为MRV体系提供坚实的技术支撑，确保核算的净减排量真实有效，为碳信用交易、政策评估提供科学依据。
无论MRV还是MMV，其落地实施都离不开一套合理、完善、可操作的减排方法学。碳减排量核算方法学，是指导特定领域内温室气体自愿减排项目设计、实施、审定及减排量核算、核查的核心依据，核心目标是确保减排量具备可测量、可报告、可核查的特性，从而为碳信用交易、政策评估等提供科学、可靠的数据支撑，助力“双碳”目标顺利实现。

一、为什么要核算净减排量？

CCUS项目涵盖CO₂捕集、运输、注入、监测多个环节。从燃煤电厂、煤化工厂等排放源排放的烟气中净化、分离出气相CO₂，将气相的CO₂多级压缩至密相，通过车辆、管道等运输至注入井井口，加压注入地下，并长期监测CO₂在地下的赋存范围和地表环境变化。

一个完整的CCUS产业链链条长，捕集、运输、注入、监测等多个环节都会消耗能源，也可能发生CO₂逸散和泄漏。因此，核算CCUS项目净减排量核心目的是确保每一吨被认可的减排量都是真实、安全、永久的。只有扣除能耗和泄露产生的碳排放后的净减排量，才是CCUS项目真正的环保贡献。


二、CCUS减排方法学包括哪些内容？


CCUS全链条项目碳减排方法学核算路线见图1。

图1 CCUS全链条项目碳减排方法学核算路线

图片根据文献[1]制图

1.适用条件

方法学明确了CCUS项目的适用条件，具体规定项目类型（如燃煤电厂、煤化工厂、水泥厂等）、捕集技术路线（如化学吸收、物理吸附等）、封存地质体要求（如深部咸水层、枯竭油气藏等）以及最低封存期限等。只有符合对应条件的CCUS项目，方可按照相应方法学进行净减排量核算。

2.基准线情景识别

基准线情景是气候变化和能源领域一个常用的概念。简单说，就是假设“如果没有这个减排项目，排放会是什么样”。通过将实际碳排放与基准线情景进行对比，就可以衡量出减排项目到底发挥了多大作用。

对于CCUS项目而言，基准线情景指的是企业的原有排放情景，即在采取新增或改扩建CCUS项目进行减排之前的碳排放情景。基准线排放量计算就是核算原始排放情况下，项目边界内可能发生的各种真实可靠的温室气体排放。基准线情景识别示意图见图2。

图2 CO₂地质封存项目基准线情景识别示意图[2]

3.额外性论证

额外性是碳市场中的一个关键概念。要回答：这个减排项目，如果没有碳市场的激励，是否会额外产生？也就是是否不具备经济可行性，无法通过常规途径实现？

如果某个CCUS项目本来就是因为政策强制要求要做或自身具备经济效益，那么它产生的减排量就不具备额外性，也就不能获得碳信用（例如CO₂-EOR项目的额外性论证是难点）。方法学需要提供一套论证流程，证明项目的实施确实依赖于碳市场收益的支撑。

4.碳足迹评估情景

CCUS项目的碳足迹评估情景依据评估的范围、精度要求以及应用场景，可划分为直接排放评估情景（范围1）、简化的全生命周期评估情景（范围1+2）、全生命周期评估情景（范围1+2+3）。范围1指项目边界内直接排放，范围2指外购电力、热力等间接排放，范围3指包含项目建设、维护、退役、附属生产系统等上下游排放的全生命周期排放。不同评估情景下的CCUS项目碳排放边界见图3。


图3 不同评估情景下的CCUS项目碳排放边界[3]

图片根据文献[4]制作

5.明确核算边界和排放源

CCUS项目核算边界较为复杂。组织边界上，捕集、运输、封存常分属不同法人，需建立综合核算体系，如各自核算再由监管部门汇总净减排量，或委托第三方核算核证；运营边界应区分直接、间接排放和全生命周期排放，分别做好计量工作；空间边界涉及产业园区、跨省甚至跨境（如Weyburn CCUS-EOR项目跨加美两国），面临政策标准不统一难题；时间边界需覆盖筹建、运行、关闭各期（长达100年之久），并形成年度核算报告；数据边界随阶段变化，须明确能源、物料、运输等数据来源与计算方法，确保可比可靠。CO₂捕集、运输、注入与封存各系统的核算边界及排放源如图4所示。

边界不明确将直接影响减排量认定与碳市场准入。另外需注意的是，要在核算边界内梳理清楚所有可能产生温室气体排放的环节，并明确温室气体种类（CO₂、CH₄、N₂O等），便于换算成CO₂当量统一上报。

图4 CO₂捕集、运输、注入与封存系统的空间核算边界及排放源示意图[2]

6.确定核算方法

核算方法是方法学的核心，需要明确基准线排放量如何计算，以及项目各环节排放量、泄漏量和净减排量的计算方法。常用方法适用范围及优缺点见表1。

表1 三种碳排放核算方法的适用范围及优缺点


CCUS项目捕集和运输环节一般具有可查询的排放因子，可依据国家电网或热力排放因子计算；注入和封存环节的碳损量可采用质量平衡法，通过进出设施的质量差计算；具备实测条件时优先选用实测法。

7.监测与评定

数据监测与管理：规定监测参数（如CO₂流量、温度、压力、能耗、泄漏浓度等）、设备和方法（如连续排放监测系统、时移地震、土壤气体采样等）、监测频率（连续/每日/每月）及数据质控要求。

项目审定与核查：方法学中的制度保障环节。项目启动前，独立第三方机构审定项目设计文件，确认符合方法学要求；运行期间，第三方定期（通常每年）核查减排量的真实性与准确性。

这一部分是MRV中监测环节的具体落地，也是确保核算结果真实可信的基础。

三、如何确认CO₂有效封存在地下？


确认CO₂是否真正、安全、永久地封存在地下，是CCUS项目获得减排信用的前提。注进去只是第一步，关键是要能用技术手段将其可视化，并能追踪、证明CO₂没跑出来。时移（四维/4D）地震是目前实测法中最先进的手段之一，通过在三维地震基础上增加时间维度，重复测量并对比地震波的变化，来追踪CO₂羽流的运移轨迹和分布范围，从而回答封存量、去向、层位、泄漏等关键问题。

图5-图8分别是加拿大Weyburn油田、挪威Sleipner CCS项目、澳大利亚CO2CRC CCS项目、中石化胜利油田高89区块4D、时移地震解释、反演结果，从不同年份监测数据可以看出，CO₂注入后，储层地球物理响应在剖面、平面上均发生了显著变化，指示了CO₂羽流的运移和分布范围。

图5 加拿大Weyburn油田CO₂-EOR 4D振幅差异，黄色部分为CO₂赋存范围[5]

图6 挪威Sleipner CCS项目4D监测结果，剖面、平面均有显著变化[6]

图7 澳大利亚CO2CRC CCS项目4D监测结果，平面有显著变化[7]

图8 胜利油田高89区块时移地震解释、反演结果，平面有显著变化[8]


四、结语


CO₂地质封存项目的净减排量核查，归根结底是对整条CCUS技术链真实性的系统检验。从烟气捕集到地下封存，每一个环节都涉及能源消耗、物料平衡与潜在泄漏风险。只有划定清晰的项目边界、识别准确的基准线情景、量化捕集、运输、注入、封存各环节的新增排放，并通过长期监测证明CO₂能够稳定留存在预定地质体内，项目的减排量才具备基本的科学可信度。

在这一过程中，方法学是从技术可行到经济可认的关键桥梁，是检验减排效果、开展碳市场交易、标定碳足迹，以及兑现政府激励、实施排放惩戒的基础与重要依据[8-9]。当前，国际上已通过如美国45Q税收抵免、ISO标准体系、IPCC国家清单指南等形成了较为成熟的方法学框架，我国也在积极推动CCUS纳入CCER体系。

随着CCUS技术逐步走向规模化、商业化应用，建立一套清晰、可操作、与国际接轨的净减排量核算方法，已成为支撑项目落地、保障减排信用质量、推动碳市场健康发展的重要基础。开发适用于我国的CCUS项目核算方法学，不仅有助于量化国家自愿减排与自主贡献能力，也对推动CCUS项目实施具有现实意义，更将为中国出口商品及国内产品的碳足迹标记提供关键支撑。

参考文献

[1]  郭育婷. 二氧化碳捕集利用与封存全链条项目碳减排量核算方法研究[D].西北大学,2025.

[2] 郭育婷,王浩璠,李琳,等.二氧化碳捕集与封存技术碳减排量核算方法研究[J].环境工程,2025,43(12):222-236.DOI:10.13205/j.hjgc.202512024.

[3] 高炜,白平,王鸿,等.CCUS项目的温室气体排放核算方法学思考[J]. 中国国土资源经济, 2022, 35(04): 12-21. DOI:10.19676/j.cnki.1672-6995.000742.

[4]  Shell Canada Limited. Quantifying the GHG Reduction Benefits from the Quest Carbon Capture and Storage (CCS) Project (Appendix K, Volume 1: Project Description) [R]. Prepared by Blue Source Canada ULC, 2010. https://open.alberta.ca/dataset/7fc3495c-4659-4712-9ee4-8fe7e39f03b8/resource/d066b41d-acca-4144-a2c1-213f1e785644/download/12-quest-vol-1-app-k-ghg-reduction-benefits.pdf

[5]  WHITE D. Monitoring storage during EOR at the Weyburn-Midale Field [J]. The Leading Edge, 2009, 28(7): 838–842. DOI:10.1190/1.3167786

[6]  CHADWICK A, WILLIAMS G, DELEPINE N, et al., Quantitative analysis of time-lapse seismic monitoring data at the Sleipner storage operation[J]. The Leading Edge, 2010, 29 (2): 170–177. DOI: https://doi.org/10.1190/1.3304820

[7]  POPIK S., PEVZNER R, TERTYSHNIKOV K, et al. 4D surface seismic monitoring the evolution of a small CO₂ plume during and after injection: CO2CRC Otway Project study[J], Exploration Geophysics, 2020, 51(5): 1834-7533, DOI: 10.1080/08123985.2020.1735934

[8]  WANG H F,WANG Z, MA J F, et al. Effective Pressure Prediction from 4D Seismic AVO Data during CO₂-EOR and Storage [J]. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2022, 113: 103525. DOI: 10.1016/j.ijggc.2021.103525

[9] MA J F, LI L, WANG H F, et al. Carbon capture and storage: history and the road ahead[J]. Engineering, 2022, 14(7): 33-43. DOI: 10.1016/j.eng.2021.11.024


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文案 | 邵煜 马劲风 王喆

制作 | 李静 万俊瑶

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