在中国南方部署成本效益高的近海碳捕集、利用与封存及运输网络优化

这为何事关我们的气候未来

像中国南方的沿海特大城市群是经济动能中心，但同时也释放大量二氧化碳。如何在不扼杀经济增长的前提下迅速削减这些排放，是全球面临的重大挑战。本文研究是否可以利用近海海底的岩层永久封存捕获的碳，为这一世界上最繁忙的沿海地区之一提供一条现实且注重成本的通往净零的路径。

繁忙的海岸，沉重的排放

研究者把重点放在广东省及更广泛的粤港澳大湾区——中国最富裕、人口最密集的地区之一。尽管在能源结构清洁化方面已有进展，该地区仍高度依赖煤炭和其他化石燃料。2023年其二氧化碳排放接近9亿吨，污染主要集中在湛江、惠州、茂名和广州等工业城市。尽管珠江三角洲在总排放高的同时单位经济产出的排放相对较低，广东西部则既有高总量又有高强度，显示出在不削弱地方产业的情况下削减污染的强大压力。

把近海海底变成储存盟友

在陆地上，广东断裂的地质结构限制了安全封存碳的地点。然而在近海，情况不同。珠江口盆和北部湾盆的海床下埋藏着厚厚的沉积岩层，能够将二氧化碳封存数百年甚至更久。团队汇编了现有的地质研究，识别出若干有潜力的“洼陷”与油田，那里的多孔岩层上覆以致密盖层。一些油田已有平台和管道，在个别情况下，注入二氧化碳还能提高采油率，产生额外收入以抵消项目成本。总体来看，近海地层估计可容纳数百亿吨二氧化碳，远超本研究对本世纪储存需求的预测。

设计高效的碳运输干线

在烟囱处捕集碳只是部分难题。若规划不当，将气体输送到近海储存地点的费用可能非常高。作者构建了一个两步计算模型：首先将每个排放城市与合适的近海储存区配对；然后利用图论和数字地图工具优化陆上与近海管网布局。他们把附近的工业排放源分为四个沿海簇群，每个簇群汇入一个枢纽城市，再通向特定的近海储存区。与简单的直接对接布局相比，这一优化网络将管道总长度削减了超过一半，凸显了周密基础设施设计在显著降低成本方面的作用。

何时开始见到回报？

研究接着探讨在中等未来碳价情景下，这样的系统是否具备财务合理性。模拟了三种捕集力度：在2030到2060年间分别捕集并封存20%、40%或60%的排放。即便在支付捕集装置、管道和注入井费用之后，模型发现通过出售避免排放所获得的折现总收入最终在三种情景中都超过了成本。最靠近岸的簇群，服务湛江和茂名，由于管道较短且工业需求旺盛，预计最早在2037年前后实现收支平衡。通道较长的簇群，尤其是经惠州近海洼陷服务广州和深圳的那一组，盈利较晚且对运输距离更为敏感。

分步推进，实现更公平的净零路线

基于这些结果，作者提出了三阶段的推广计划。广东西部簇群将于2030年前后启动，利用现有近海平台和采油收益以降低早期亏损。一旦该项目运行并开始盈利，大规模的珠江三角洲簇群将在2037年后跟进，随着经验积累，较小的簇群将在2040年前后逐步加入。到2050年，即便在最低捕集情形下，广东在全国按经济实力分担减排份额时应承担的减排量也几乎达到，而更高捕集情形则远超该份额。由于到2060年近海岩层仍有充足未用容量，该系统可在数十年内继续支撑净零目标。总体而言，这项工作表明，经过精心规划的近海碳封存可使富裕的沿海地区承担更多减排任务，从而减轻较贫困地区的压力，同时使气候目标更可实现。

引用: Xiong, P., Jiang, S., Zhang, K. et al. Cost‑effective offshore carbon capture, utilization and storage deployment and transport network optimization in southern China. Commun Earth Environ 7, 462 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03455-6

关键词: 近海碳封存, CCUS, 广东排放, 碳运输网络, 净零规划