碳捕获、利用与封存 (CCUS) 已出现多年，但复杂性、可靠性、成本以及整体业务使用案例使得其全球采用率相对较低。由于几乎没有外部压力推动更广泛的采用，以及每个设施需要各自投资 CCUS 解决方案的资金障碍，该工具根本没有达到成本效益阈值。
随着企业承诺实现积极的净零排放目标并有资格获得政府激励，围绕如何为高效的碳管理创造可行的成本结构，这一趋势正在发生转变。很明显，达到净零目标意味着需要更多的 CCUS 设施。根据 2021 年 CCS 全球形势报告，目前全球只有135个商用大型 CCUS 设施，但到 2050 年，将有超过 2000 个设施用于满足全球气候缓解目标。
具有普遍去除 CO2 的可行能力意味着像氢这样的新兴能源可以加速发展。最终，由太阳能和风能等非碳或“绿色”源制成的可再生氢非常具有吸引力，但氢应用的需求侧需要迅速增长，以创造规模经济。CCUS 通过“脱碳氢”实现了这一点，这是氢未来的垫脚石。虽然我们尚未大规模实现这一承诺，但 CCUS 可以促进从化石燃料中生产清洁氢，这是当今生产的大多数氢的来源。通过审慎地与经济因素保持一致，CCUS 可以成为将低碳氢大规模引入新市场的成本最低的途径。
为使 CCUS 项目在经济上可行，许多新的区域碳捕获中心可以将其转化为“碳捕获即服务”的商业模式。这些中心将共享基础设施和管道网络，以捕获、聚集、运输和储存来自各种当地炼油厂和石化、化肥、钢铁和其他彼此靠近的设施的碳，而不是由不同的公司各自开发成本极高的 CCUS 设施。这种方法创造了一种共享资源，推动了更大的商业机会，并极大地提高了规模经济效益，因为公司将通过在更大的共享管道网络中运输压缩 CO₂ 来分摊存储成本和削减总体成本。
与优化捕获过程本身同样重要的是贸易交接和财政计量系统，这些系统可以精确测量从一个地点到另一个地点以及从一个企业到另一个企业的 CO2 质量。这使得制造商能够量化自身来源的排放，这对碳定价和确保法规合规性是必要的。它还让存储设施知道向供应商开具多少发票。
无论公司是量化 CO2 以获得税收抵免，还是以其他方式将 CCUS 货币化，能够依赖于贸易交接解决方案，如能够耐受极端压力、低温和密度大幅波动的高精度流量计，以及能够检测气态或液态化学杂质的在线分析仪，对于保持盈利能力至关重要。
建设新的中心以使碳捕获具有经济吸引力，将需要先进的自动化技术、数字孪生解决方案、软件和新的工程工具，以确保设施以最低的成本安全、可靠地运行。
核心碳捕获技术是传统过程分离技术，是艾默生专业知识的基础。这种专业知识，加上软件和解决方案，已经开始为世界上一些很大的 CCUS 项目提供支持，从现场评估和建模到运营和监控，涵盖多个方面。
优化碳捕获过程是第一步；艾默生的能源管理信息系统 (EMIS) 有助于提高过程可见性，为更好的决策提供数据。EMIS 提供有关站点能源性能的即时而有意义的信息，以更好地识别无效和不规则情况。这有助于操作员采取实时纠正措施，节约时间和精力。通过检测性能不佳，EMIS 最多可将现场能耗降低 15%。精确控制旋转设备还可降低能耗，确保机器健康运行，防止停机。
将 CO₂ 运送到 CCUS 设施需要对其进行液化，凭借艾默生在过程控制和可靠测量方面的专业知识，可以持续监控 CO2 的可见性。压缩机在该过程中起着至关重要的作用；艾默生的普遍传感技术和数据分析能够持续监控压缩机运行状况和性能，以减少停机时间、设备损坏和过多维护成本。优化的数字阀门解决方案可确保压缩机流量稳定，防止损坏，延长压缩机寿命。
地下碳存储项目取决于对地下地质形成进行可靠准确的分析。E&P（勘探和开采）软件来自艾默生的 AspenTech 软件业务部门，结合数字孪生解决方案，可提供物理环境动态模拟建模，能够实现地下存储综合体的准确映射和测量。此外，对长期储存封闭完整性的可靠评估对于选址和开发的商业决策至关重要。井下液位计连续、实时地提供来自储罐的数据，确保储罐的完整性和过程可靠性，同时软件在整个项目生命周期内分析并解释根据地震数据观察到的地下变化。
最后，保持新 CCUS 项目的进度和预算对于降低风险至关重要。艾默生的项目确定性方法将现代项目管理策略、创新工程实践和数字技术相结合，以消除成本、降低复杂性并适应变化。
推动更强的 CCUS 采用的举措正在对环境产生影响，但它们对未来影响的潜力甚至更大。随着行业继续推进 CCUS 的发展，区域碳捕获中心模型可以扩展为区域氢生产设施。CCUS 服务的订户还可以为其生产过程购买氢，而且由于脱碳氢生产产生的每克 CO₂ 都可以立即在中心内封存。
这种双向模型有可能形成用于碳和氢的闭环系统（或循环经济）。从利用设施废弃物以及共享能源和物流，到从更经济的来源捕获碳和生产氢，它成为一种循环经济，在降低成本和创造收入的同时，重复使用并重新利用氢和碳。没有CCUS，实现净零几乎是不可能的；在应对气候变化的斗争中，碳捕获中心有可能成为游戏规则的改变者。
