燃烧后化学吸收（胺法）捕集技术与能耗研究

出品方：北京经纬智汇信息咨询有限公司 报告编号：OGG-A-001 所属板块：OG-G CCUS 与双碳 · CO₂ 捕集赛道 报告日期：2026 年 保密级别：内部参考 版本：V1.0

执行摘要

碳捕集利用与封存（CCUS）已成为全球实现碳中和目标的关键托底技术，而燃烧后化学吸收（胺法）捕集是其中唯一在百万吨级规模实现长期商业运行的成熟路线（技术成熟度 TRL 9）。本报告以"能耗"为核心抓手，系统剖析胺法捕集的技术原理、溶剂体系、能耗构成与优化路径、核心专利与竞争格局、标志性项目实绩、政策驱动及瓶颈突破方向，并面向决策层、技术层与投资方分别给出可执行建议。

核心结论提要：

• 胺法的核心矛盾不在"能不能做"，而在"能耗高、成本高"。单乙醇胺（MEA）基准溶剂再生能耗约 3.5–4.0 GJ/吨 CO₂，再生能耗占运营成本 70%–80%；新一代先进溶剂（三菱 KS-21、巴斯夫 OASE blue、相变溶剂）已将再生能耗降至 2.0–2.7 GJ/吨甚至更低，这是未来 36 个月降本的主战场。
• 全球 CCUS 市场进入高速放量期，项目储备、捕集能力、运营设施数量均呈指数增长；三菱重工、Shell Cansolv、SLB Capturi、巴斯夫/林德、Fluor、Honeywell、Carbon Clean 构成国际第一梯队；中国以中石化、国家能源集团、华能清能院为代表，项目数量激增但单体规模偏小、成本曲线仍处高位。
• 强决策建议：技术选型应以"再生能耗（GJ/吨）"为第一 KPI，低浓度烟气优先选用已商业验证的低能耗专有工艺并配置节能组合；投资上看好"低能耗溶剂 + 模块化装备 + 余热/可再生能源耦合"三条主线；战略上需为溶剂降解、腐蚀、亚硝胺逃逸等风险预留工程与合规预算。

风险提示：胺法经济性高度依赖碳价与补贴政策；先进溶剂的工业级长周期数据仍不足；亚硝胺逃逸缺乏标准化监测，存在环保合规风险。

01 · 调研背景与目标

1.1 调研缘起与问题意识

在"双碳"目标（中国 2030 碳达峰、2060 碳中和）与全球净零承诺的双重驱动下，对于电力、水泥、钢铁、化工等难以通过电气化或燃料替代实现深度脱碳的高排放行业，CCUS 被国际能源署（IEA）等权威机构视为不可或缺的减排手段。在 CCUS 的"捕集—运输—利用—封存"全链条中，捕集环节占项目总成本的 60%–80%，是决定 CCUS 能否大规模经济化部署的"七寸"。

在众多捕集技术路线中，燃烧后化学吸收（胺法）因可对存量装置进行尾部改造、技术最成熟、商业化程度最高而成为现实主力。然而，其高昂的再生能耗与捕集成本始终是制约规模化的核心瓶颈。厘清胺法捕集的技术现状、能耗本质、降本路径与竞争格局，对企业立项、技术选型与投资决策具有直接的现实意义。

1.2 核心调研问题

• 胺法捕集的能耗本质是什么？不同溶剂体系的能耗差异有多大？降本的技术路径是什么？
• 全球及中国的胺法捕集技术处于何种成熟度？标志性项目的真实运行实绩如何？
• 主要技术供应商的专利壁垒与竞争格局如何？中国企业的位置在哪里？
• 政策与市场如何驱动行业发展？经济性的临界条件是什么？
• 技术瓶颈在哪里？哪些前沿方向可能改变成本曲线？企业应如何决策？

1.3 调研范围界定

• 技术范围：聚焦燃烧后捕集中的化学吸收（胺法），兼顾对固态吸附、膜分离、电化学等替代路线的横向对比。
• 地域范围：全球视野，重点覆盖中国、欧洲、北美。
• 时间视角：全时间轴，梳理技术演进历程、当前现状与未来 12–36 个月趋势。
• 颗粒度：宏观行业趋势 + 中观产业链与竞争格局 + 微观具体技术/企业/项目案例。

1.4 调研方法说明

本报告采用多源信息交叉验证方法，信息来源包括：国际权威机构报告（IEA、Global CCS Institute、IEAGHG、NETL/DOE）、同行评议学术期刊、企业官方技术资料、商业市场研究机构数据、各国政府政策文件及专业媒体技术报道。所有关键数据均标注来源机构与年份，定性分析与定量数据相结合。

02 · 技术现状全景

2.1 技术定义与核心原理（白话版）

碳捕集主要有三条技术路线：燃烧前捕集（pre-combustion）、富氧燃烧（oxy-fuel）和燃烧后捕集（post-combustion）。燃烧后捕集指从燃烧产生的烟气中分离 CO₂，其最大优势是可对存量电厂/工业装置进行尾部改造（retrofit）而不改动主体燃烧系统，因此适用面最广。

化学吸收法（胺法） 是燃烧后捕集中最成熟的工艺。由于烟气中 CO₂ 分压低（燃煤约 12%–15%、燃气约 3%–5%、水泥约 14%–33%），化学吸收依靠胺与 CO₂ 的可逆化学反应实现"低分压吸收—加热再生"的循环：在吸收塔中，贫液（再生后的胺溶液）与烟气逆流接触吸收 CO₂；吸收后的富液被泵入再生塔，在再沸器加热下逆向释放出高纯 CO₂，再生后的贫液循环回吸收塔，如此往复。

*图 1：燃烧后胺法捕集典型工艺流程图*

2.2 胺法吸收—再生化学机理

以 MEA（单乙醇胺）为例：

- 伯胺/仲胺主反应（氨基甲酸盐机理）： 2 R-NH₂ + CO₂ ⇌ R-NHCOO⁻ + R-NH₃⁺ - 叔胺（如 MDEA）碱催化水合机理（生成碳酸氢盐）： R₃N + CO₂ + H₂O ⇌ R₃NH⁺ + HCO₃⁻

吸收 CO₂ 后的"富液"被泵入再生塔（stripper），在再沸器（reboiler）约 100–140℃ 加热下逆向释放高纯 CO₂（>99%），再生后的"贫液"循环回吸收塔。再沸器热负荷（reboiler duty）即"再生能耗"，是整个工艺的能耗核心。MEA 对 CO₂ 的吸收热高达约 82 kJ/mol，是其再生能耗高的根本原因之一。

2.3 典型溶剂体系对比

溶剂是胺法的"心脏"，溶剂的选择直接决定能耗、降解速率、腐蚀性与成本。主流溶剂体系对比如下：

数据来源：挪威 TCM 测试中心、IEAGHG（2019）、MDPI（2025）、PMC（2024）及各企业公开资料。其中 AMP 溶剂实验室报道再生能耗低至 1.86 GJ/吨（经四次再生循环后保留 97% 容量）。

2.4 发展脉络与成熟度评估

胺法用于气体净化的历史可追溯至 20 世纪 30 年代（最初用于天然气脱酸）。1990 年代起，三菱重工与关西电力联合开发 KS-1 溶剂与 KM CDR 工艺，将胺法引入燃烧后碳捕集领域，首套商业装置于 1999 年交付（马来西亚化肥厂，210 吨/天）。此后技术沿"基准 MEA → 增强配方 → 专有低能耗溶剂 → 节能工艺集成"的脉络持续演进。

当前胺法已达 TRL 9（完全商业化），是所有捕集技术中成熟度最高的路线。Global CCS Institute《Global Status of CCS 2024》显示，全球运营 CCS 设施达 50 个、运营捕集能力约 51 Mtpa（百万吨/年），在建项目 44 个，一旦投产运营能力将翻番至 100+ Mtpa；项目储备总数达 628 个（较上年增加 236 个）、累计捕集能力达 416 Mtpa，七年复合增长率（CAGR）达 32%。

2.5 国内外整体发展现状

国际上，胺法捕集已在燃煤电厂（加拿大 Boundary Dam、美国 Petra Nova）、水泥（挪威 Brevik）、化工等多行业完成商业级验证，专有工艺由欧美日企业主导。中国虽起步较晚，但近年项目数量激增——截至 2024 年 11 月，已投运及建设中的 CCUS 示范项目超 120 个、捕集能力约 600 万吨/年，齐鲁石化—胜利油田百万吨级项目已建成投产，但单体规模、燃烧后化学吸收法的商业化深度与国际先进水平仍存在差距。