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碳中和转型过度依赖碳捕集、利用与封存(CCUS)的风险

摘要

全球碳中和进程中,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术因其在重工业和难减排领域的独特潜力,迅速成为政策与产业界关注的核心议题。然而,CCUS的快速崛起也引发了关于其作用边界、监管缺口、经济与社会风险的广泛争议。近年来,随着相关政策和技术投入加大,学界和实务界愈加认识到过度依赖CCUS可能导致能源结构变革延缓、资源配置错配、环境正义风险加剧及社会接受度下降等诸多挑战。本文系统梳理了CCUS技术路径、监管体系、经济激励、储存安全、社会影响等核心议题,结合多国案例与系统动力学、情景分析等方法,批判性评估了CCUS对碳中和转型的结构性风险。研究发现,现行CCUS监管体系存在明显分化,技术经济门槛高,政策激励错配及社会公平性不足,均可能导致路径依赖与绿色洗牌等系统性障碍。本文强调,碳中和转型应以能源结构根本性变革为本,CCUS仅应作为难减排环节的补充路径。为此,建议完善监管与公私协同治理,推动多元激励政策组合及动态调节,加强环境正义保障与社会参与,最终实现高效、韧性和公平的绿色转型路径。本综述为理解CCUS过度依赖风险、优化碳中和政策设计与实践提供了系统性理论与方法支持。

1. 引言:碳中和目标、CCUS兴起与争议

全球碳中和战略已成为各国应对气候变化和实现可持续发展目标的核心议题。在社会技术转型理论和政治生态学框架下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术逐步崛起为推动减碳、尤其是在钢铁、水泥、化工等难以减排行业实现碳中和目标的重要工具。然而,CCUS的推广并非技术逻辑的必然推进,更深层次地依赖于政策驱动与产业利益结构的重塑。例如,在中国、欧洲等区域,CCUS已纳入多项碳中和路径,但各国政策的监管重点与执行力度存在明显差异,且CCUS政策往往在法律、经济与社会公平层面呈现“监管缺口”。

文献显示,虽然CCUS兼具技术创新与减碳潜力,但其高成本、高技术门槛与部署难度,可能延缓或替代可再生能源的发展进程,掩盖能源系统根本性结构变革的紧迫需求。在政策实践中,CCUS多被视为“延迟”能源转型的技术选择之一,其潜在的负面效应包括高碳锁定路径、投资风险提升和市场竞争格局失衡。此外,CCUS部署中的社会影响和环境正义问题不容忽视。高碳行业与碳再排放风险在不同社会群体间分配不均,地方公众的认知、接受度及参与水平直接影响政策执行效果和技术落地可持续性

国际经验揭示,监管体系的完善是保障CCUS安全运行和环境公平的关键前提。尤其是CCS(封存)与CCU(利用)监管体系的不均衡,导致碳中和进程中的技术风险、责任归属与环境治理分歧突出。CCUS政策与监管需系统整合、动态优化,建立协同推进的法律、社会与技术治理体系,不仅回应环境治理的挑战,更应重塑产业结构和社会关系。

本综述将从理论框架入手,结合多区域碳中和政策与监管实践,系统分析CCUS技术的兴起动力、核心挑战及其所引发的争议。后续章节将具体梳理CCUS监管缺口与社会影响路径,探讨过度依赖CCUS对能源结构变革、环境正义与社会影响的实质性风险,并结合国际与中国案例,提出提升监管透明度、强化社会参与和促进技术协同创新等可行性建议。

1.1 CCS与CCU监管差异及全球监管缺口

碳捕集、利用与封存(CCUS)日益成为全球减碳战略的重要组成部分,其下分为碳捕集与封存(CCS)与碳捕集与利用(CCU)两大技术路径。尽管二者在技术流程等方面存在诸多相似之处,但在法律监管体系、责任归属与监督机制等环节却呈现显著分歧。

首先,CCS的监管框架在全球范围内相对成熟,尤其是在欧美等地区,监管体系强调长周期环境安全责任的划分,运营企业需获得具体许可,接受定期环境评估和事后监控。例如欧盟在《碳储存指令》中明确规定了存储场地的许可、长期责任移交及环境监督机制,北美则借助跨境合作和行业举措实现较为系统的监管安排,这直接回应了CCS可能产生的地质泄漏、地表影响等高风险问题

相较之下,CCU的监管现状显著滞后。当前全球普遍缺乏明确的CCU相关法规,部分国家甚至尚未建立系统的许可与环境评估标准。与CCS所要求的存储完整性、长期责任不同,CCU产品的生命周期通常更短,并且其二氧化碳最终多以产品形态回归环境,带来潜在的温室气体复排风险。然而,现行监管多关注利用环节的经济效益与技术创新,忽视了对环境归责、再排放风险等方面的系统性评估。例如,部分利用二氧化碳制造燃料或化学品的项目,可能在监管归属、责任终止节点等关口上存在灰色地带,增加风险积累。

具体案例显示,监管失衡往往为技术风险和环境治理埋下隐患。在巴西,立法层面对CCS活动进行了定义和细化,提出有针对性的法律条款,但对于CCU相关利用环节则依旧存在监管空白。这导致企业在设计CCUS项目时,可能倾向于规避高监管、高成本的CCS路径,选择监管宽松但环境不确定性更大的CCU变种。更为深远的影响还体现在环境正义层面,一旦碳再排放、污染物扩散等问题难以界定责任,易造成社会冲突和区域不平等。

整体来看,CCS与CCU的监管差异不仅体现在制度严谨程度和责任归属上,更在于其能否为技术风险和环境挑战设定有效的防控机制。对于碳中和转型而言,解决监管缺口、构建全面透明的法律体系,是规避系统性风险、保障低碳转型可持续性的关键前提。

2. CCUS技术的作用、进展与局限

碳捕集、利用与封存(CCUS)作为国家和产业实现碳中和战略的关键支撑技术,近年来在能源与工业减排路径中承担着愈发重要的角色。基于社会—技术系统理论视角,CCUS不仅是技术体系的嵌入,还深受政策、产业结构、社会接受与制度协同的多维影响,其本质是复杂社会技术系统变革中的结构性节点。当前文献及实证案例表明,CCUS具备为钢铁、水泥、化工及电力等深度难减排行业提供技术解决方案的独特功能,尤其在燃烧后捕集、地质封存及定制化管道运输等环节积累了工程经验,,。然而,单线性依赖CCUS的碳中和路径容易遮蔽更为根本的能源转型、原材料循环与制度创新的重要性,其高能耗、高成本、技术成熟度不足及社会和监管障碍成为不可忽视的制约要素,,

通过系统动力学、情景分析与生命周期评价等方法,学界和决策层已能够多角度剖析CCUS的结构性作用,评估其在不同政策、经济和市场情境下的真实减排效果及外部性风险。但这些分析同样揭示出CCUS部署受限于核心环节技术瓶颈、数据和模型参数不确定放大、监管及政策激励滞后等多重缺口,,。相关风险不仅体现在技术效能偏离预期,更沿着制度、经济—社会反馈链条发生外溢,影响能源结构调整、公平正义及社区接受度等转型根基。

跨领域分析进一步指出,CCUS在全球范围的大规模推广需依托科学的产业耦合、最优运输网络与安全高效的地质封存,同时搭配政策激励、数据共享与多主体治理协作,方能支撑系统性碳减排与可持续转型,,,。本章将沿着系统方法主线,深入分解CCUS关键技术路径、产业实态、经济与政策障碍及监管新趋,从而批判性剖析其在碳中和转型中的制度语境、结构化风险及协同优化潜力,为识别“过度依赖CCUS”的未来挑战与政策路径奠定方法论基础。

2.1 研究方法与模型架构

本章节旨在系统性梳理并评估碳中和转型过程中用于CCUS(碳捕集、利用与封存)作用研究的核心方法论和模型架构。其首要任务在于明确本综述所采纳的分析工具,涵盖系统动力学模型、情景分析法及生命周期评价(LCA)技术,并对这些工具在探讨CCUS结构性作用中的适用性与不确定性进行多维度批判。这一方法论框架将贯穿于后文对产业路径、经济性、环境及社会影响的多层面剖析,为识别“过度依赖CCUS”带来的结构性风险提供科学支撑。系统动力学模型因其能对复杂产业—能源—环境系统的动态反馈机制和非线性演化过程进行仿真,而成为本研究的理论基石。模型参数涉及CCUS技术渗透率、投资与运行成本、碳定价机制,以及能耗—排放耦合关系等,数据来源包括权威能源统计、行业调研报告及实地示范项目。参数设定过程中,需设定合理的技术进步假设、政策驱动强度和时间动态范围。系统动力学可揭示CCUS渗透对产业结构调整、整体减排贡献与经济系统适应性的时空演变规律

然而,系统动力学也存在一定局限。模型高度依赖输入假设,对CCUS技术效率优化、经济性转折点及社会接受度变化的描画缺乏精细度。这一方法难以捕获地区间能源结构异质性及其对CCUS成本—效益比的影响,同时对突发政策干预和市场外部性响应存在反应滞后。鉴于CCUS部署受政策、技术和社会因素的复杂交互影响,系统动力学建模结果需结合多情景交叉验证,从而抑制单一参数敏感性带来的不确定扩散。为解决未来路径不确定性,情景分析方法被用于设计多种转型路线(如高CCUS依赖、低CCUS依赖、技术多元组合等)。每一情景基于关键驱动因子的不同假设(如可再生能源增长速度、国际碳市场协同、政策补贴强度等)构建。采用蒙特卡洛模拟等统计方法,系统考察CCUS渗透度变化对全系统能耗、排放、投资和社会福利的敏感性范围,与其他低碳技术协同下的产业适应性。

文献表明,以CCUS为主导的情景通常伴随较高能源输入与技术外溢风险,忽视跨行业耦合与灵活性调度则有可能激化电力、制造等关键部门的系统负担,加剧经济和环境的不确定。另一方面,多元化技术情景有助于评估CCUS在长期低碳路径中的可替代性、互补性和边际效益递减现象,从而定位其结构性边界。

为避免“隐性排放”或“净零漂绿”现象,生命周期评价技术被用于全面量化CCUS部署对全产业链的碳足迹变化与环境外部性。LCA涵盖了技术制造、建设、运营、CO2运输封存、材料回收等全流程,数据采集强调实证和建模结合。参数如工艺能耗、设备寿命、CO2逃逸率等对最终碳减排评估影响显著,数据覆盖不完整或地区间参差会触发评估结果的不确定放大。业界最新综述指出,CCUS LCA评估往往忽略社会接受度、环境正义和地质安全等非技术维度,而单一技术路线估算易高估CCUS实际可持续性效益。特别是在系统部署初期,相关数据稀缺及长期追踪难题,使LCA结果存在显著区间波动。因而需通过敏感性分析与不确定性区间标注,提升生命周期评估的透明度和决策参考价值。通过对上述三类工具的系统整合,本综述得以多角度、多尺度洞察CCUS过度依赖可能引发的经济结构扭曲、能源瓶颈、环境归因模糊和社会接受阻滞等风险。然而,所有模型方法均内嵌主观假设与现实局限,需要在后续分析时反复校正、交互验证,防止模型乐观性或路径依赖影响科学判断。不同技术、产业及政策场景下的CCUS结构作用评估,仍有赖于持续的数据补充、新模型优化与多维交互分析框架的完善。

2.2 技术原理与产业应用

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被公认为难以减排行业(如钢铁、化工、水泥、电力等)实现深度脱碳的重要途径,其全流程涵盖了二氧化碳的捕集、运输、利用和封存四大环节。常见的捕集路线包括燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧和直接空气捕集(DAC),分别适用于不同类型的排放源和工艺流程。捕集工艺通常依赖于吸收(如胺溶液)、吸附或膜分离等方法,其技术成熟度与应用场景密切相关。燃烧后捕集适合现有电厂及工业设施改造,而燃烧前和富氧燃烧则需更大幅度的工艺调整。直接空气捕集虽有远期愿景,但目前能耗极高,经济性和规模化尚面临挑战

经捕集的二氧化碳需经过高压纯化后通过管道、船舶或特种车辆运输至利用或封存地点。运输网络的优化设计对CCUS产业的经济性至关重要。以德国和美国部分地区为例,为多点源段捕到单一封存点"树状"网络优化,需充分考虑CO₂的温压敏感性、混输效应及与现有能源基础设施的耦合关系。例如选择合适的管径和路径能够显著降低单位CO₂的运输成本,尤其对于中小型工业点源,集约化管网有潜在成本优势,同时也涉及社会和环境正义问题,即在管网布局时回避弱势群体聚居区,

CO₂的终端利用方式涵盖了合成燃料、化工品生产和建筑材料改性等多元路径,但总体转换需求受经 济性和大规模应用前景限制。目前最具实用价值的出路是地质封存,包括盐穴、枯竭油气藏和深层含水层等地下结构。注入过程中的多相流动规律(如以泡沫改善气体流动性、避免气体通道化)直接影响封存效率与安全性,需要借助数值模拟和实验研究提升注入配置与不确定性管理能力

行业应用方面,钢铁、化工、水泥与电力部门因各自能源和工艺特征,对CCUS的依赖和技术集成方式存在显著差异。钢铁和水泥因高温还原/矿化过程产生不可避免的过程排放,是CCUS优先部署对象。化工行业部分环节(如氨、甲醇生产)具有高纯CO₂源,捕集能耗较低,经济可行性相对较强,但行业整体实现电气化、原料转型压力大。此外,燃煤发电通过CCUS改造可以显著降低大宗CO₂排放,但会引发发电成本和能源消耗增加等问题,减碳单位成本攀升,。油气行业方面,利用CO₂驱油可部分抵消投入,但需要系统性安全评估框架,提升全生命周期风险管控水平

日本在固体废物管理领域的碳中和转型探索结合了CCUS与结构性变革措施。根据2021年日本环境省发布的温室气体减排情景模拟,固体废物部门在增加资源循环、替代生物质原料(如塑料材料生物质化)、推广CCUS耦合型焚烧设施基础上,有能力在技术上实现“零碳”甚至负排放。不同情境对比表明,仅依赖现有措施或单一技术进步不足以达成碳中和目标,需制度创新与跨部门协同推动资源循环、原料替代与CCUS三轨并进

整体来看,CCUS在工业脱碳体系中具有不可替代性,尤其对不可电气化、工艺过程原生排放重的部门。然而,过度依赖CCUS会掩盖基础能源结构和材料体系变革的必要性。固体废物领域的日本案例显示,单点高效捕集固然重要,但制度基础、循环经济与原材料绿色替代的结构性革新同样关键。因此,CCUS的产业应用需在全生命周期能效、经济性、系统集成可行性以及政策激励机制等方面持续优化,与能源和产业转型的根本性路径建设形成协同。

2.3 技术、经济与CCS/CCU监管落差

碳中和转型过程中,CCUS技术被视为应对重工业碳排放不可或缺的手段,但其大规模部署面临显著的技术、经济及监管障碍。这一节聚焦三个维度的系统性落差:技术成熟度不足、经济激励有限与监管体系滞后,并解析各环节间的风险反馈链。

首先,CCUS技术的发展虽已推动了后燃烧、预燃烧、富氧燃烧和空气直接捕集等路径,但整体成熟度尚不及预期,特别是在能耗高、规模化受限的具体环节。例如,气体捕集效率受限于分离材料与工艺创新,且终端存储安全性仍未获得广泛验证。在实际应用中,重排放行业如钢铁、水泥、化工等是CCUS最急需的领域,但技术的不确定性与高能耗特性使其扩展面临阻力。CCUS高度依赖补贴和激励政策。现有文献表明,无论是在石油、煤电还是重工行业,CCUS的初始投入和运营成本远高于传统的减排方案。模拟分析发现,过度或不足的政策激励都会产生截然不同的系统反馈,影响企业减排动力与经济收益。当补贴与碳税激励下调25%时,行业利润反升,但减排效果反而减弱,凸显平衡经济可行性与环境治理的难题,。此外,新兴技术如人工智能和高性能材料正在提升CCUS的技术与经济边际,但整体经济规模化的门槛仍未有效降低。在监管层面,全球法规体制建设极不均衡。以英国与中国为例,英国拥有完善的地质储存资源与技术基础,地方政府与产业集群协作推动了CCUS试点,但政策波动及市场不确定性依然限制了规模化进展,对人才、投资与社会认知的促进依赖明显。相较之下,在中国等新兴工业大国,尽管部分区域试点取得进展,监管框架、产权界定和责任追踪仍存空白。更为突出的是CCU分支的全球监管落差——多数国家尚无完善法律规范,且监督与公众参与不足,严重制约其商业化路径

这些技术、经济与监管环节的落差并非各自独立,而是形成系统性风险链。当技术成熟度不足导致成本高企时,监管滞后和激励机制失衡进而加剧投资与社会采纳的困难。跨国政策比较显示,地方举措与中央监管互动的失衡,也会影响CCUS产业生态的长远发展。CCUS作为碳中和路径的重要工具,现阶段面临的技术瓶颈、经济激励困境与监管政策滞后需要协调推进。只有在技术创新、激励体系与法律监管实现协同跃升后,CCUS方能真正实现大规模部署,并切实支撑碳中和转型目标。

2.4 储存安全评估与风险管理

碳捕集利用与封存(CCUS)技术在全球碳中和进程中发挥着重要作用,尤其是在难以脱碳的工业部门,其地质储存环节被视为保障二氧化碳长期隔离的关键。储存安全评估不仅涉及地质储层的封闭性分析,还涵盖泄漏风险预测、全生命周期管理与风险应急机制的完善。目前,主流安全评估流程包括地质成像、压力-温度-流体动态监测、健康与环境(HSE)评估以及多指标综合决策。以葡萄牙盆地为例,研究者采用HSE筛选与分级框架,系统比对三十六个潜在储存场址的安全性与风险水平。结果表明,能够识别出低风险区域并剔除不适合进一步开发的场址,这一流程提升了储层选址的科学性,对项目安全部署具有实例指导意义

在中国大港油田的CO$_2$驱油项目中,学者结合层次分析法(AHP)与专家打分建立了分级安全评价体系,通过确定主次指标权重,量化了区块储存风险。安全评估结果显示,在特定区块条件下总体风险较低,这套方法不仅适用于油田驱油场景,也为全球范围内CCUS项目的安全性衡量与风险管理提供参考 。与此同时,印度尼西亚Donggi Matindok气田的项目分析指出,CCUS地质封存的实际运行风险介于中到高之间,需引入定制化风险缓解方案,如微藻利用与封存井注入模式,以保证减排效能与项目长期安全

然而,储层安全评估在全球部署过程中仍面临评估方法多样化、数据稀缺、标准不统一等问题。例如,波兰煤炭经济背景下的CCUS推广受限于区域地质数据的不完整、基础设施衔接难度与政策法规的不断变化。从评估科学性到社区公众的接受度,多重影响因素交织,共同影响项目的可持续性与减碳效果 。此外,风险评估方法往往难以覆盖非常规地质事件、跨周期管理与政策环境变化所带来的潜在隐患,标准和监管体系的不一致导致长期泄漏监测与处置成为技术和治理的挑战。

这些案例反映出,单纯依赖CCUS技术进行碳中和转型难以应对能源系统的结构性减碳挑战。储存安全性与其评估机制已成为制约CCUS规模化部署的瓶颈之一,亟需本领域建立统一、透明且高效的风险评估标准,并推动全生命周期管理模式落地。只有实现系统性方法论的融合,才能应对地质、工程和社会等多维不确定性,支撑更可靠、可持续的碳中和路径。

2.5 政策激励、经济效益与动态反馈

碳中和转型过程中,政策激励、经济效益及其动态反馈构成了CCUS(碳捕集、利用与封存)技术经济可行性的核心驱动机制。在系统动力学视角下,这一区域不仅涵盖传统的经济手段,例如碳税、直接补贴,还延伸到绿色金融工具与社会影响型债券的多元激励格局。各类政策通过影响投入成本、风险分布、回报预期及市场机制,构建出复杂的动态因果链条,对CCUS项目的部署和持续运营产生重要影响。

以碳税和补贴为代表的直接经济激励对CCUS项目经济结构的作用,已在多个产业链系统动力学模型中得到量化分析。例如某些实证研究表明,补贴和碳税激励的增减,不仅直接改变了单一项目的盈利情况,也深刻影响了行业全局的CO₂减排速率和经济利润。当碳税与补贴同步大幅度削减时,部分高碳行业反而因政策负担降低,在短期经济上表现更佳,但这却削弱了排放削减效率与中长期的可持续驱动力。这一现象提示激励措施的强弱、分布与适时调整对于经济可行性与减排绩效有着非线性、动态的反馈效应,强调了策略设计须防止“一刀切”的政策陷阱

实际案例中,不同国家与地区政策环境对CCUS部署表现出显著差异。以印尼为例,碳税政策推行有限且激励措施相对缺乏,导致CCUS高昂成本难以缓解,电力价格上升压力较大,行业减排行动动力不足。此类情形体现了在激励机制不完善、配套不足的情况下,单靠现有市场机制难以保障CCUS的经济可持续性。这强化了强化政策支持、投资激励及基础设施完善在减少CCUS经济壁垒中的关键作用。与传统手段互补,新兴绿色金融与碳契约也引入了更具结构性、市场化的转型动力。绿色信贷、可持续发展债券和社会影响型债券等,将环境绩效与资本流向挂钩,不仅扩大了CCUS项目融资渠道,并通过风险加权、收益共担机制,为项目提供了更持久的信号机制,有望缓释市场波动带来的不确定性。这些创新金融工具促使企业和投资者对减排项目的长期回报形成更理性的预期,加速产业资本流向低碳转型领域

此外,CCUS政策激励方案间存在的互补效应与潜在冲突也需加以辨析。例如,单一依赖直接财政补贴容易引发政府财政负担过重以及资源错配风险,而过度依赖碳税,可能在碳市场价格波动、政治不确定性提升时损害企业投资信心。动态的混合激励机制,结合市场与政府力量,实现激励的适度穿透、平滑反馈,可更有效地调节利益相关各方的风险承担和收益分配,提升全社会低碳转型的韧性 ,

值得注意的是,政策激励对CCUS经济可行性的长期作用也取决于各利益相关者的预期调整与行为反馈。社会公众、地方政府、产业链上下游的响应往往呈现路径依赖性和非线性动态。当激励机制能够实现有效的知识传播、风险共担及公平分配,就能塑造积极的产业共识和转型合力,反之则容易出现项目搁浅、信心流失等负面效应。因此,科学评估各类政策工具的动态因果链及其在不同发展情境下的适配性,成为当前推动CCUS及其经济可行性研究的一个关键议题。

2.6 CCUS核心挑战与整合视角

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术作为推动碳中和目标的重要工具,在工业减排领域表现出极高的理论潜力。但在实际部署和推广过程中,其安全性评估、经济可行性与社会接受度等关键环节依然存在诸多挑战,需要从整合视角展开系统性反思和批判性梳理。

首先,安全性评估始终是CCUS部署能否获得政策和公众支持的核心前提。现有的地质封存、矿化封存等方法技术已较为成熟,理论上具备长期稳定性,但在大规模应用中面临封存泄漏风险、长期环境监测、责任界定不明等问题。不同地区的地质条件复杂多变,跨区域推广时会遇到评估标准与监管能力不足的问题。目前文献在安全性技术方法的创新(如新型封存机制与智能监测算法)上取得一定进展,但缺乏系统性、全生命周期的风险量化及动态管理框架,对系统不确定性的建模也尚不成熟

经济可行性层面,CCUS系统由于能耗高、资本与运维成本高昂,尚缺乏灵活有效的市场激励,商业化推进受阻尤为明显,例如在火电行业的实际投资回报周期过长,依赖政策补贴和碳定价机制才能维持盈利预期。尽管部分研究尝试采用系统动力学等方法进行动态经济性分析,并建议优化激励政策,但整体上尚未实现针对不同产业、区域和技术路径的多维度经济敏感性测算,实际决策支持工具和评估体系仍显薄弱。社会接受度问题逐渐成为制约CCUS区域示范、规模化扩展的主要障碍。社会认知不充分、信息不透明、风险感知加剧等因素,容易激发社区层面的阻力,进而影响政策制定者的积极性,形成技术扩散的"负循环"。尤其在重工业集聚、社会经济结构复杂的地区,其利益相关者多元、历史包袱沉重,公众对于环境安全、就业影响、健康风险的担忧极易被放大,导致示范工程屡次受挫

现有研究总体呈现出侧重于单一技术环节或特定行业案例分析的不足,忽略了CCUS作为复杂社会技术系统的整体性逻辑。跨领域整合和复杂系统建模具备极大潜力:一方面,将工艺技术、经济驱动、政策环境、社会影响等维度纳入统一分析框架,有望帮助揭示技术部署的系统瓶颈和协同效应;另一方面,融合人工智能、系统动力学等前沿建模工具,可以实现多元情景下的风险、成本与受众反应综合模拟,为政策优化和决策流程创新提供科学支撑。因此,推动CCUS研究范式从线性单因子模式迈向多学科整合、动态反馈的系统性分析,应成为后续学界和政策界协同探索的关键方向。本节也为后续对宏观转型关系剖析及政策路径设计搭建了理论与方法桥梁。

3. CCUS与能源结构根本性变革的关系

碳中和转型过程中,碳捕集利用与封存(CCUS)与能源结构根本性变革之间的关系不断成为学界和政策制定者关注的焦点。社会技术转型理论提出,真正意义上的能源结构变革需要突破技术系统路径依赖,实现能源生产与消费模式的系统性重塑。作为一种后端减排技术,CCUS往往被视为对现有高碳能源产业(如煤电、重化工)的延续性补救,但其在根本性能源转型中的角色、影响及风险,需要借助多路径动力学和政策经济学工具进行深入考察。

首先,需明确CCUS和可再生能源、电气化、能效提升等转型路径之间的互动关系。现有研究显示,若过度投资和规划CCUS,有可能延缓可再生能源的大规模部署和电气化进程。系统动力学模型分析表明,在能源系统结构调整初期,若将政策与资本倾斜于CCUS项目,一方面会在短期内形成高碳锁定效应,资金和政策红利被传统高碳基础设施占用,限制了可再生能源、储能及电气化配套技术的规模化发展速度,这种状况会加剧未来实现深度碳中和时的结构调整阻力和边际成本递增风险 。同时,高能耗与高成本——特别是工业领域CCUS的扩展(如钢铁、水泥、化工)——有可能导致能源系统整体效率下降,并增加系统对外部清洁能源的依赖

按照社会技术转型理论,能源体系的根本性变革依赖于技术创新、政策导向、市场结构与社会认知的协同进步。可再生能源的规模化部署、电力—热力—交通部门的耦合化转型在时间进程上优先于工业化学品的完全电气化。此优先级的合理性在于:热泵和电动交通能够更快降低单位排放,提高投资回报,而工业领域的CCUS和完全电气化方案则因技术成熟度和基础设施瓶颈而进展缓慢,且对高比例可再生电力供应有更强依赖 。从动力学视角再审视CCUS投资时序,其可能造成的“承诺滞后效应”已引起批判。国际法与能源政策文献揭示,CCUS作为技术延缓工具,可能成为持续使用化石能源并延后根本性结构变革的重要“借口”,加剧政策制定者在结构性替代与渐进修补间的选择失调。这种过度依赖被识别为“时间上的不协同”,即当前政策借助对未来CCUS技术成熟和规模化的预期,弱化了现阶段对根本转型路径推进的决心

批判性分析表明,CCUS应被定位为补充型路径,主要用于高难度减排、难以电气化的剩余排放环节,而不应成为可再生能源、能效提升等结构性变革的替代物。若将CCUS作为核心减排战略,则可能形成市场和政策上的“路径拥堵”,包括高碳资产锁定、资本浪费风险及国际竞争力衰减等问题 。最优的政策排序应优先推动零碳能源规模化、跨部门耦合的系统转型,在此基础上针对工业与工艺难点进行有针对性的CCUS补充。政策层面须警惕“技术承诺滞后”与“路径依赖”风险,设计动态配比的投资结构,避免未来高碳锁定难以解套。

当前学界与政策实践在此议题上的研究仍存空白。未来应从系统模型、经济激励、监管机制等方面入手,深入分析CCUS与能源结构转型路径间的本质关联和动态交互。特别是在中国乃至全球碳中和进程加速背景下,将CCUS纳入多元路径比较,并以技术集成视角优化其与结构性变革的优先级顺序和配置模式,是确保长期能源体系韧性与低碳转型可持续性的关键环节。

4. 过度依赖CCUS的结构性风险

随着全球碳中和目标的提出,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被越来越多的国家和行业视为实现温室气体深度减排的重要工具。当前政策与产业规划往往强调CCUS在难以减排行业(如钢铁、水泥、化工等)中的独特作用,但现有文献及案例表明,对CCUS潜力的过度依赖正在引发多重结构性风险。

系统理论和政策反馈分析揭示,CCUS技术部署不仅面临高成本与技术成熟度的不确定性,还可能带来政策误导、技术延缓、资源与投资错配以及化石能源产业链的锁定效应。在动力学模型刻画下,CCUS政策激励出现倾斜时,容易造成对低碳与可再生能源的挤出,加剧高碳资产保值、绿色洗牌等问题,增大净零转型的复杂性。路径依赖框架进一步表明,不同国家如日本、印尼和欧洲在技术延缓及政策误导方面呈现差异性:日本在固废管理部门的模型中,依赖CCUS部署虽能驱动短期减排,但易低估长期系统性风险与转型要求;印尼油气行业CCUS普及反映投资与政策体系对高碳资产的保护倾向及绿色洗牌效应;欧洲则强调CCUS与可再生电力的融合路径,既关注技术协同,也警惕政策偏差的累积后果,,。因此,在推动碳中和进程中,无论是政策制定、产业规划还是资源配置,都必须引入动态反馈机制、健全的风险评估体系以及系统耦合与社会公正原则,才能有效防范CCUS过度依赖所导致的结构性误判,保障绿色转型的真实与可持续性,

4.1 技术延缓陷阱与政策误导效应

在当前全球碳中和转型进程中,碳捕集、利用与封存(CCUS)因其对难以减少排放行业具有重要技术潜力,成为政策和产业设计中普遍青睐的减碳手段。然而,CCUS的普及应用同时引发了显著的双层风险:一是“技术延缓陷阱”,即对未来CCUS大规模部署能力的过度信赖成为推迟当前结构性减排与系统性转型的理由;二是“政策误导效应”,即政策激励错配导致对传统高排放路径的保守锁定,并满足了一种虚假时间进步叙事。

所谓“技术延缓陷阱”,是指依赖未来尚未充分验证的CCUS规模化能力,使政策和产业倾向于维持现有高碳体系,推迟必要的深度脱碳措施。相关文献指出,大规模依赖CCUS或其他负碳排放技术可能加剧排放削减进程的延后,降低短中期可再生能源及电气化技术的部署速度,甚至造成资金与研发资源向未来技术聚集,疏于现有低碳解决方案的推广。例如,在化工行业的情景分析中,只有在可再生电力大幅扩充的前提下,CCUS与电气化联合路径才能实现系统净零,否则对CCUS单一依赖将带来能源系统稳定性和资源配置方面的巨大压力

“政策误导效应”则体现在政策框架过度突出CCUS激励时可能产生的方向偏差。一方面,政府和产业政策若以CCUS为核心手段,易形成对现有化石燃料基础设施延续的保护;另一方面,短视的政策配套可能忽视技术、经济、社会等综合瓶颈,规避更彻底的系统转换。例如,日本在其固废管理部门的净零情景设定中,模型模拟显示仅凭现有政策延伸难以达成最终目标,必须通过CCUS等更为激进措施联动物资转型才能趋近零排放,但此类设定本身反映出对潜在技术风险与落地难题的低估。动力学与区域案例对比发现,欧洲、日本、印尼等国家的政策设定如未能合理限制对CCUS的过度依赖,往往在温室气体削减、资源配置、经济负担等多维结果上表现出负面叠加效应,甚至加剧跨部门及代际不公

进一步社会-技术视角下,上述两类风险不仅影响减碳时效,更加剧了利益相关方间的信任危机,对于政策目标的科学性、执行力与公正性均构成挑战。当前学界一致认为,只有限制对未来CCUS潜力的虚高预期,优先推进可再生能源、电气化与能效提升等非负碳减缓策略,才能把握深度脱碳的关键时间窗口,降低资源错配与系统依赖风险。因此,在政策和产业规划中,需建立动态调整机制,强化对CCUS技术成熟度、部署速度及其系统耦合效应的实证评估,以防止过度依赖带来的长期误判和不平等后果。

4.2 投资与政策错配、化石能源锁定

碳中和目标推动下,碳捕集、利用与封存(CCUS)成为近年来各国政策倾斜和产业资本重点布局的领域。然而,CCUS的大规模投资与政策激励,正在产生资源配置的结构性错配风险,尤其体现在对可再生能源和能效技术的挤出效应,以及化石能源产业链的锁定机制。资本流向CCUS往往优先于可再生能源项目与能效提升措施,这种倾向既反映了监管激励的不均衡,也受制于现有经济体系对高碳产业的路径依赖。从系统动力学模型来看,政府补贴和政策激励在CCUS与化石能源链的互动中,容易形成动态“锁定-挤出”循环。如果补贴结构过于偏向CCUS技术部署,仿真结果显示,长期内可再生能源与能效项目的市场进入受阻,碳排放的减缓速率可能低于最优路径。同时,企业和金融机构基于短期利润与政策导向,倾向于对化石能源配套的CCUS项目增加投资,而非支持根本性转型。人才流动亦呈现向CCUS聚集的趋势,导致新能源领域的研发和产业化能力受限,从而加剧产业锁定。在现有制度设计过程中,各方利益博弈下政策往往向“技术中立”倾斜的表象下,实则强化了高碳资产保值和行业既得利益,形成绿色转型过程中的路径依赖障碍。现行法规与激励体系尚未足够考虑CCUS与可再生能源、能效技术整体协同的系统性后果,管理机制的碎片化导致监管空白,对政策效率与环境目标带来结构性挑战。经济模型和案例研究进一步表明,激励政策的过度集中将导致行业利润和碳减排之间出现非线性波动,长期看降低了绿色产业创新力,对实现碳中和目标形成深层次阻碍。因此,投资和政策应更加注重系统性权衡与协调激励,以避免CCUS所带来的结构性错配和高碳资产的长期锁定。

4.3 绿色洗牌、政策失衡与转型障碍

碳中和进程中的CCUS(碳捕集、利用与封存)技术,近年来频繁被视为各国实现减排承诺、延续高碳产业活动的关键手段。然而,随着CCUS被纳入主流政策框架,其作为“绿色洗牌”的现象、政策失衡以及由此产生的深层转型障碍问题日益凸显。

首先,所谓“绿色洗牌”指的是企业和政策制定者将CCUS包装成可持续转型的象征,却并未带来实质性的结构转变。这一现象在印尼尤为突出。相关研究指出,尽管印尼大力推动油气行业CCUS/CCS项目,试图借此不仅减排,还开辟二氧化碳及甲烷的再利用经济路径,但实际上,众多CCUS项目在实现可持续性目标方面成效有限。研究表明,这类项目往往被作为符合可持续和净零名义下的政策宣传工具,却在对经济、环境和社会的真实贡献方面存有较大争议,容易沦为“绿色洗牌”的策略掩饰了结构性绿色转型的迟滞

CCUS政策的经济可持续性问题同样值得关注。以印尼和英国等为代表的实践案例显示,CCUS虽然具备高效减排潜力,但面临实施成本极高、电力价格显著上升、财政激励与碳税政策落实不足等多重困境。例如,印尼燃煤电厂CCUS项目虽每年可减排近两亿吨CO₂,但带来的电价上涨高达91%。与此同时,碳税政策推进缓慢,未能为CCUS项目提供充足的经济激励,从而阻碍了其规模化推广。此外,项目效益高度依赖政府补贴与碳定价政策的协同,若激励失衡则直接影响减排效率和项目盈利空间,抬高社会整体绿色转型的门槛,

这一倒向CCUS的政策偏好导致对真正绿色能源结构升级的边缘化。大量资源、政策及资金优先向CCUS倾斜,使得可再生能源、能源效率提升及社会合理转型举措被边缘化。CCUS本身也因高昂的生命周期成本和技术、地质适应性等多重不确定性,在经济可行性上始终存有重大风险。此外,CCUS项目往往由大型能源企业主导,实施过程中带来环境正义质疑:弱势社区可能因碳存储设施的不确定安全性及社会成本承担更多转型压力,社会接受度和公平性问题日益突出

应对此类转型障碍,需要从制度、政策工具设计、监管治理等多维度反思对CCUS的过度依赖。首先,应适度引导投资组合平衡,确保CCUS只是多元化绿色转型工具之一,而非唯一或最主要的路径。其次,完善碳价、财政补贴等经济激励体系,防范短期利益逐步侵蚀长远结构变革。此外,需强化环境正义与公众参与机制,提升弱势群体的保障与知情权,确保绿色转型的公正性。最终,务实评估CCUS长期经济与环境绩效,鼓励政策制定者推行基于实证和多元目标的绿色过渡战略,以缓解结构性锁定和潜在失衡风险

5. 环境正义与社会影响

碳捕集、利用与封存(CCUS)在全球碳中和转型过程中,因其技术路线的多样性与潜在减排能力而被广泛采纳,但与此同时,其社会影响、环境正义和社会公平性等议题亦日益成为学术界与政策制定者关注的核心。随着CCUS项目不断落地,大量实证与定性研究揭示,环境负担往往在空间、产业与社会群体间发生不均转移,弱势区域和群体面临额外环境、健康风险,并承受社会经济冲击。当前,设施选址偏向地质、经济效率,而忽视人口结构、土地利用及脆弱群体利益,导致区域发展不平衡加剧 。此外,政策透明度与公众参与机制的缺失,加剧了社会认同危机和技术接受阻力,形成“漂绿”与风险外部化的治理困境 。房产价值实证测算显示,CCUS设施对周边房价产生明显负面影响,经济与心理健康等多维度社会效应需系统评估 。针对上述挑战,研究提出多元社会效应评价框架,结合定量指标如房价变化和健康风险指数,以及定性问卷和访谈,建立综合评价体系,引入环境正义理论,辨析政策设计中的伦理风险成因,并对治理模式诸如公私协同、社会影响债券进行多维比较。各国案例表明,唯有实现设施选址、利益分配、治理机制的系统化与透明化,提升社区参与和风险沟通,才能推动CCUS技术向社会公正与可持续发展方向演进

5.1 环境负担转移与地区差异

碳捕集、利用与封存(CCUS)作为实现碳中和目标的重要技术,在全球范围内得到了广泛关注。然而,CCUS部署过程中环境负担与风险在空间和群体层面的不均分布,逐渐成为学界和政策制定者关注的重点问题。尤其是在设施选址和产业集群布局过程中,过度依赖CCUS可能导致环境负担发生转移,而非真正实现整体环境改善,这在地理与社会经济层面表现出显著的地区差异。

环境负担转移现象主要指CCUS设施建设与运行所带来的环境、健康与社会风险,通过空间选择和政策安排,从相对富裕或有资源话语权的地区转移至弱势、边缘化或社会经济欠发达地区。例如在波兰,高排放行业靠近老工业区,CCUS项目因地下储存地质条件及交通便利性被优先布局于这些区域,但这些区域居民往往承担更多的环境与健康风险,同时还受到对技术的不信任和社会接受度低的困扰。对此,研究者建议通过透明治理和社区参与,加强利益相关方的沟通与风险信息公开,减少由设施部署带来的社会矛盾与阻力 。美国路易斯安那州的工业集群部署经验显示,若CCUS基础设施设计阶段能够充分考虑社会与环境正义因素,诸如管道路线避开传统被边缘化社区,虽然会略微增加成本,但能够有效规避历史上资源开发对弱势群体的结构性伤害。这一分析框架指出:设施/管道的选址不仅应基于地质、经济效率,还要加入人口结构、土地利用等综合社会经济评估,才能实现真正的公平和可持续转型

在英国Tees Valley工业集群的案例中,区域政治支持、投资力度和社区利益相关方的参与,被认为是CCUS技术成功落地的关键。地方政府推动以及科学知识普及、教育和培训的提升,能强化社会对新兴低碳技术的包容性和信任度,但这些措施若设计不合理,仍可能因地方经济利益、环境负担和技术风险分布不均,激化地区发展差异

需要指出的是,虽然部分研究提出了环境负担转移风险的量化建模思路,但由于地质信息的有限性、设施建设的隐性外部性、社会经济与政策响应的复杂性,目前风险溢出机制尚未形成成熟的理论范式。因此,未来政策设计亟需引入细致的环境正义评估指标,结合空间统计分析和社会参与机制,推动CCUS部署过程中各类环境和健康风险的识别、平衡与缓释。同时,围绕地区差异加深带来的环境不平等,需开展跨学科联合研究和多层级治理实践,以实现碳中和转型中的社会公正和可持续发展目标。

5.2 社会公平、公众参与与政策透明度

碳中和战略转型中对碳捕集、利用与封存(CCUS)过度依赖已经引发了关于社会公平、公众参与和政策透明度的广泛争议。当前,部分国家和地区在推广CCUS项目过程中显示出在政策制定、利益相关者沟通和信息公开方面的显著不足,这不仅加剧了公众的不信任,也使得项目的社会合法性和持续性受限。

首先,政策透明度方面,CCUS项目往往涉及高度复杂的技术与运营流程,然而政策制定过程中缺乏系统性评估与公开透明的风险披露,导致公众和地方利益团体难以充分把握这些项目对环境、健康和地区经济的潜在影响。来自东欧和中东欧区域的案例表明,政府与项目开发方在推动CCUS时,往往未能建立起有效的公众沟通机制和信息透明渠道。这种缺乏系统性解释成本、收益及风险的状况,导致项目推进受阻,甚至在地方层面出现强烈阻力及信任危机。例如,罗马尼亚和波兰曾因公众意见未被充分采纳,CCS项目遭遇搁置,表明社会公平与风险沟通对于技术接受度与转型进程的影响不容忽视。

其次,社会公平性是CCUS推广面临的核心挑战之一。在依赖CCUS实现碳中和转型时,政策设计常常未能顾及不同行业、地区以及不同社会群体在利益分配与风险暴露方面的异质性。以印尼为例,虽然政府积极推动CCUS以实现国家净零目标,但实际执行中CCUS更像是一种“漂绿”策略,缺乏切实对弱势群体、边缘地区或生态环境的保护机制。此类项目不仅未能惠及相关社区,反而加剧了原有的环境与社会不公。此外,高昂的技术成本和碳市场波动性使得经济负担向终端用户转嫁,加剧了社会分层和代际不公。

再者,利益相关者参与水平整体偏低,是CCUS社会接受性薄弱的重要原因。以英国Tees Valley工业集群的实践为例,虽然当地具备良好的地质储存条件与产业基础,但项目推行过程中显示,地方专家和从业者普遍认为知识普及、技能培养以及政策的长期稳定性是促进利益相关者参与的关键。然而,目前CCUS项目决策多采用自上而下的模式,缺乏与工会、社区和非政府组织的实质性协商,导致政策推进和社会认同之间存在显著脱节

此外,公私合作模式的设计对社会公平与风险沟通有直接影响。有效的公私合作模式能够通过广泛信息共享、利益冲突调整和公众参与推进机制,提升CCUS项目的社会合法性。然而,若合作仅停留在政府与企业之间,忽略社区和民间团体的诉求,其结果很可能强化既有权力结构,将环境与经济风险外部化,不利于可持续社会转型

批判性来看,现有文献显示,许多CCUS项目因忽视社会公平和利益相关方的深度参与,陷入政策合法性困境,甚至成为碳中和政策“漂绿”的工具。这一领域急需通过案例分析和实证问卷数据,深化对政策制定过程中各类主体参与、风险沟通实效和信息透明的科学评估,并推动社区参与、跨部门合作等机制的制度化创新,从而为未来CCUS的可持续部署和社会公平奠定基础。

5.3 社区影响、房产价值与公众感知

社区影响、房产价值与公众感知是CCUS(碳捕集、利用与封存)项目在碳中和进程中不可忽视的社会维度。当前研究发现,CCUS设施的大规模部署往往对周边社区经济、住宅资产价值和公众心理产生多层次影响。定量证据显示,在美国范围内,CCUS项目对毗邻房产的价值造成显著波动。以住房交易数据为基础的实证分析揭示,距离CCUS设施15公里范围内的房产价值平均下降10.18%;此外,项目类型和设施条件对房产价值的影响具有异质性。例如,单一碳捕集设施与单一碳封存设施的负面影响分别为房产价值下跌9.88%和6.42%,而新建CCUS设施的影响(下降10.68%)远大于改建类设施,这反映了本地居民对新兴高排放工业设施的敏感性。在区分“油盆地效应”后,CCUS项目的净影响更为显著,房产价值降幅可达17.84%。机制分析显示,设施近距离带来的空气质量改善可在5公里范围内推动房价短暂上升,而在15公里范围更广泛的经济和环境影响则体现为房产贬值,这揭示了地方经济发展的复杂反馈机制

在社区层面,CCUS带来的影响远不止于经济。“公众感知”成为制约项目落地与技术扩散的关键因素,相关研究指出社区对CCUS的认知、信任度和抗议行为受多维度因素驱动。其中,政策透明度、项目开发者与社区的关系、项目时空语境、风险认知和传播机制等均参与塑造民众的态度。以中东欧地区为例,CCUS技术虽具备产业脱碳和环境治理的政策意义,但因信息不对称、公众参与滞后等问题,项目常遭遇认知孤岛性抗拒和政治层面的阻力。研究还发现,社区抗议不仅源于对技术风险的本能担忧,更反映了对开发者行为模式的不信任、参与过程的不公以及社会边界模糊性,这些都加剧了CCUS项目的社会契合难度。针对这一现象,区域内的一些实践探索了多元利益相关者参与、针对性沟通工具和社区利益补偿机制。例如,罗马尼亚和波兰在试点项目中开展了社区感知调查,制定了面向开发者的沟通工具箱,并分析了国家政策、地方经济和项目类型对社区态度的互相作用,这为提升项目社会契合度和风险治理能力提供了实证思路

综合定量和定性视角,可见CCUS设施的社会影响高度依赖于项目本身的选址、运行模式、政策环境及公众参与水平。增强社区参与度、完善透明沟通机制、针对房价损失和健康风险提供补偿与支持,是提升CCUS社会契合度并降低社会抗议风险的潜在路径。未来研究可进一步量化CCUS设施对住房市场、社区经济与社会心理健康的长期效应,同时构建分层的社区沟通及利益协调模型,推动碳中和技术向更高效的社会嵌入方向发展。

6. 优化碳中和路径:政策建议与治理创新

碳中和转型过程中,过度依赖CCUS(碳捕集、利用与封存)不仅带来技术经济风险,还可能削弱能源结构优化、本质减排路径和社会契合度。当前政策与治理趋势表明,单一技术路线的长期锁定易导致减排路径僵化、资源配置效率低下,并加剧能源系统的韧性下降与社会公平隐患。根据多国转型案例分析,CCUS确实在难减排行业、废弃物管理及工业体系深度脱碳中不可或缺,但高成本、能耗、政策延滞、公众接受度等因素始终是大规模部署的障碍 。同时,产业全链条本质减排(如电气化、可再生能源、循环材料和高效终端技术)对能源与社会系统韧性的支撑更为显著 。动态模型结果显示,多元激励政策组合(如差别碳价、补贴退坡及社会影响债券机制)显著优化了投资结构配置和减排绩效,不仅令CCUS与其他低碳技术形成互补,更有利于社会各界的广泛参与与认同 , 。国际经验强调,结构性政策与多维治理创新——包括监管模式完善、公私协同、多元激励措施及持续公众参与——是防范路径依赖、提升整体减碳效益和韧性的关键抓手 , , 。此外,前瞻性情景模拟与跨领域协作,对于构建因地制宜、协同驱动的碳中和路径,尤为重要 ,并有助于识别未来政策与技术演进的瓶颈与潜力。因此,本节以结构性组合政策方案为核心,提出减少CCUS依赖、加快能源系统转型的差异化政策建议,并重点论证治理创新对于绿色转型可持续性与系统韧性的支撑作用。

6.1 监管模式完善与公私协同治理

碳中和转型过程中,CCUS的监管模式和公私协同治理成为长期安全与有效部署的关键保障。全球范围内,CCUS监管体系呈现显著差异,具体模式受到技术发展阶段、国家/地区产业结构、政策延续性及社会接受度等多维影响。在欧美、日本等国家,监管架构通常由中央政府主导并赋予明确的责任划分机制。例如,在英国,得益于独特地质条件、产业聚集及较为完善的政策框架,政府、地方当局及行业利益相关方形成了多层级互动协同,重点关注CCUS项目的环境合规、技术安全和社会责任履行。实证研究显示,项目推进过程中不仅依赖于强有力的产业战略,更离不开地方政府对技术投资、人才培养及知识普及的支持。此外,地区政治支持机制对于CCUS部署成效具有决定性影响

欧洲多国聚焦于行政责任、技术标准和环境监管的细化分工,并强调公众参与和社区沟通对缓解技术风险、提升社会认可度的重要作用。然而,东欧等地区在政策体系上表现出滞后与碎片化,仅有少数国家尝试针对高耗能产业开展针对性CCUS监管,但针对项目开发者的社会沟通机制尚未充分建构,部分示范项目因未能有效整合地方社会、经济及环境利益,在推进过程中遭遇公众抵触与政治不确定性。例如,罗马尼亚和波兰项目经验显示,缺乏系统性社区参与和风险解释往往导致项目搁浅,形成负面循环,阻碍区域性大规模部署

与此同时,全球范围内的CCUS监管尚存明显盲区,尤其是在碳利用(CCU)领域的法规体系建设方面。虽然碳捕集与封存(CCS)得到越来越多国家立法保障,如巴西通过专门法律推进CCS活动监管,但CCU的政策设计与法律规范仍处于缺失或早期阶段。这导致商业创新与投资激励分布不均,阻碍了技术多元化和产业链扩展。专家建议,未来立法须侧重“责任归属—风险防控—协同治理”三位一体的框架,强化技术评估、金融支持和政策弹性机制,并设立跨部门技术委员会督导实施

从国际经验来看,公私协同治理不仅要求明确的政策激励和监管责任划分,还需实现利益相关方参与决策全过程。例如英国Tees Valley工业区,通过定期研讨会和多元化知识共享机制,促使企业、政府和公众共同协商技术应用、风险防控和社会影响评估,有效提升了技术采纳率和社会认同感。在日本,政府通过产业补贴、知识普及和跨行业联合,鼓励企业推进CCUS创新实践,同时引入第三方评估机制确保政策透明度与合规性。

中国情境下,由于产业结构复杂、区域差异大、政策导向与执行机制存在多级协同挑战,监管模式亟需适应性调整。首先,应加强中央与地方政府在目标设置、资源配置和责任分工上的纵向协作,建立健全多部门联合审批和动态监管体系。同时,应借鉴国际经验,推动企业、社区及专业机构深度参与,设立常态化公众沟通机制,提高政策的社会可接受性和公平性。结合CCUS长期安全性、环境风险和经济激励的本土需求,建议中国在“政策制定—技术标准—利益分配”三方面强化公私多元协同,促进规模化部署与风险可控落地。

由此可见,完备的监管体系与高效的公私治理协作不仅构成CCUS技术实现碳中和目标的制度基础,同时也是防范过度依赖风险、确保绿色转型可持续性的关键抓手。未来,随着技术进展和社会需求演化,监管模式需动态适应,要求利益相关方持续协作,共同构建基于信任、透明与责任的治理生态。

6.2 多元激励组合政策与动态调节

多元激励组合政策与动态调节在碳中和转型过程中具有至关重要的作用,其目的是通过协同设计多样性政策工具来克服对CCUS单一减排路径的过度依赖,并提升系统的减碳绩效与社会接受度。首先,基于系统动力学模型,探讨了诸如“分阶段碳价”、“渐进式补贴退坡”和“绿色金融及社会影响债券”等多元激励手段的长期动态影响,这三类工具在时序和强度上具有可调节性,有助于在碳减排目标、经济可承受能力与创新激励之间实现平衡。

其中,分阶段碳价能够反映碳减排边际成本的差异性,按不同时间窗口逐步提高碳价,既为企业和投资者提供明确的中长期信号,又避免了过于激进定价带来的社会冲击。补贴退坡机制则通过设定明确的补贴减少曲线,鼓励早期创新与技术应用扩散,同时防止对特定低碳技术(如CCUS)形成长期路径锁定效应。绿色金融工具,特别是社会影响债券,可以为多样化减碳项目提供风险缓释和融资渠道,其激励结构能够引导社会资本流向不同类型、规模的低碳投资,有益于公平性和系统效率提升

模型验证结果显示,多元激励政策组合能够显著优化实际投资结构。例如,通过系统动力学分析,发现多重政策手段叠加更有利于推动包括可再生能源、存储及终端电气化在内的多元减碳路径。与单一补贴或碳价政策相比,组合政策不仅提升了整体减碳效果,还提升了社会各界的政策接受度和参与积极性 。以印尼为例,尽管CCUS具备显著的减排潜力,但因其高昂成本和经济收益有限,若配合渐进碳价与创新补贴机制,则能够更为平稳地兼顾减排目标与经济可承受性。

此外,动态调节是多元激励政策实现有效性的核心。一方面,系统模型显示不同激励工具对投资结构、技术扩散速度及其社会分布效果的影响具有明显的时变特征。只有根据外部技术进展、市场响应和社会反馈,及时调整政策强度和结构,才能规避路径依赖、概念性延宕等风险。如若忽视动态调节,仅凭对未来单一路径的承诺,则易导致减碳进程时滞放大,产生资金错配甚至社会认同危机 。公平性也是多元激励政策设计的重要考量。组合激励手段可根据行业特征、设施规模和区域发展水平分层施策,避免单一政策对弱势主体产生不成比例的经济负担。整体来看,多元激励组合政策及其动态调节不仅能够提高减碳路径弹性,还能优化投资分布,增强政策的社会可持续性与创新驱动力。这为规避碳中和转型过程中对CCUS等单一技术依赖带来的系统性风险奠定了理论与实践基础。

6.3 “本质减排+技术补充”路径与未来发展展望

碳中和转型的根本战略,愈发突出“以能源结构变革为本+CCUS等技术补充”的协同路径。这一理念基于当前诸多学者和政策制定者的共识:本质性的减排需要依靠能源体系的深度脱碳,以零碳能源的快速普及及高能效技术的部署作为基础,而CCUS应当扮演风险缓释和补充减排的技术角色,而非能单独承担碳中和目标实现的主力责任。事实上,围绕CCUS的技术进展,无论是应用于重工业(钢铁、水泥、化工等)、还是新兴的直接空气捕集(DAC)与碳矿化存储路径,均展现出一定的减排潜力,但其经济、能源消耗、社会接受度及环境公正性等多维度挑战长期存在。尤其是在面对未来长期大规模部署时,如果过度依赖CCUS,各国能源转型可能会延缓,导致化石能源基础设施锁定、减排节奏滞后、资源压力上升,这种战略风险已被量化研究所佐证

与此相对,优先推动能源结构变革、可再生能源规模化,以及电气化和高能效技术(比如电动交通、绿色制氢、智能用能管理体系)的广泛部署,是实现“本质减排”的核心途径。仅将CCUS作为支持与补充,在不可避免的残余排放环节和特定难减排行业、废弃物处理等领域实现减缓,则有助于兼顾减排效果与系统韧性。例如,来自日本固废管理领域的政策模拟表明,若能结合资源循环、材料替代与关键节点的CCUS技术补充,在一定时间尺度内实现净零甚至负排放是可能的,但此过程高度依赖多元措施的协同驱动,而非单一CCUS途径的突破

在未来发展展望上,创新型研究方法正为支撑“本质减排+技术补充”的科学基础和政策制定提供新动能。跨学科系统集成动态建模,将能源物质流、经济行为、政策影响与环境响应纳入同一框架,从而更真实预判各种路径对整体社会和生态的长期影响。多元主体行为的建模与实证,尤其聚焦于技术采纳、社会接受和环境正义议题,有望精确识别CCUS部署可能带来的分配不公和风险外溢,成为批判性检验“过度依赖CCUS”假设的重要工具。同时,国际层面可开展实时反馈政策实验——借助多国协作与对比,及时发现各类减排措施的有效性及不可预期副作用,为全球碳中和转型提供更动态和多元的数据支持。

上述创新方向不仅澄清了“本质减排+技术补充”路径的科学合理性与现实可行性,也为批判性分析CCUS过度依赖带来的结构性风险、推动真正高质量的能源转型提供了理论与实证基础。未来,综合技术进步、政策协调与社会参与,将成为推动碳中和转型向可持续、公平及高韧性演进的关键动力。

结论

通过对碳中和转型中CCUS过度依赖风险的系统梳理与综合分析,本文揭示了CCUS虽在难减排行业具有不可替代作用,但其高成本、技术不确定性、监管不完善以及对社会公平的潜在影响,使其作为核心减排路径存在重大结构性风险。过度依赖CCUS容易导致能源结构变革延滞、资源和政策错配、化石能源锁定、环境负担转移及社会认同危机,甚至成为政策漂绿和绿色洗牌的工具。本文贡献在于整合了多学科理论与全球案例,深化了对CCUS结构性瓶颈、政策反馈链和社会影响的理解,提出了监管完善、多元激励、环境正义和社会参与等协同治理建议。尽管如此,现有研究受限于生命周期数据缺失、模型假设敏感性及社会影响长期跟踪不足,相关政策和监管仍需持续优化。未来研究应加强跨学科系统集成建模、动态政策实验、多层级社会影响评估及国际协作,推动“本质减排+技术补充”多元路径,确保碳中和转型的科学性、公平性与可持续性。最终,唯有将CCUS纳入整体低碳转型战略、动态权衡其角色与风险,才能实现韧性、高效和公正的绿色未来。

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