碳捕集跻身工业脱碳“新基建”，规模化浪潮已至

2025年CO₂捕集设备市场概况

——碳捕集进入规模化拐点：从边缘技术到工业脱碳核心基础设施

过去一段时间，碳捕获曾被认为是是一项昂贵、小众、政府补贴堆出来的表演性技术，限制条件多并且落地成本高。然而，这一共识可能马上迎来拐点。随着技术的持续突破和建设成本的下降，全球碳捕集产业已脱离政策试验阶段，进入由资本开支与项目管道支撑的规模化扩张周期。据汇睿咨询统计，过去五年CCUS（碳捕集、利用与封存）领域投资增速超过十五倍，2025年单年突破50亿美元，近24个月内超过30个项目完成最终投资决策（FID）。汇睿咨询统计，2025年全球CCUS市场规模达47.69亿美元，预计2035年增至219.29亿美元，CAGR16.48%。与此同时，S&P Global数据显示2026年全球运营捕集容量已达7300万吨/年，管道项目近1300个——这些数字共同指向一个结论：

碳捕集正在逐渐从边缘性减排选项，转向为工业脱碳的基础设施刚需。

CO₂捕集设备定义及研究范围界定

CCUS技术流程由捕集（Capture）、运输（Transport）、利用（Utilisation）与封存（Storage）四个核心环节构成。捕集环节的核心任务是从大型排放源（如火电厂、水泥窑、钢铁厂）的烟气中或直接从环境空气中提取二氧化碳，通过溶剂吸收、膜分离、低温液化等方式将CO₂分离浓缩，再经压缩脱水处理，达到可输送标准。从经济权重看，捕集环节成本占整个CCUS项目的60%–70%。

具体而言，CO₂捕集设备是指用于从工业工艺、电厂及其他人为排放源捕获二氧化碳排放的技术和系统，从而减少温室气体排放，缓解气候变化。这类系统可以直接从烟气、工艺流或甚至环境空气中捕获CO₂。捕获的 CO₂ 可进行压缩、运输、地下储存（地质封存），或用于增强油气采收（EOR）及化学合成、饮料碳酸化、合成燃料生产等工业应用。CO₂ 捕集设备在帮助工业企业遵守环保法规、实现碳中和目标及支持全球脱碳行动中扮演关键角色。

CO₂捕集设备市场分析

汇睿咨询(Bosson Research） 的报告显示，到 2024 年，全球 CO₂ 捕集设备市场规模达到 40.68 亿美元，预计 2025–2035年复合年增长率（CAGR）为 16.48%，到 2035 年市场规模将达到219.29 亿美元。市场增长由结构性政策支持、不可避免的工业脱碳需求以及不断改善的经济与技术条件驱动，形成自我强化的增长动力。在宏观层面，严格的气候政策——包括《巴黎协定》、各国脱碳目标、碳定价机制及与贸易相关的碳法规——已将碳捕集从自愿环保行为转变为合规关键且经济合理的投资。在此框架下，难以减排的行业（如电力、水泥、钢铁、化工及航运）所固有的排放需求成为另一结构性驱动因素——这些行业的工艺排放无法仅通过电气化或可再生能源消除。同时，溶剂、膜技术、系统集成及数字优化的技术进步不断降低能耗和运营成本，提高商业可行性，而规模效应和标准化降低了资本密集度。此外，资本市场参与增加及新兴应用场景进一步强化这些驱动因素，ESG 导向融资、长期购售协议及预购碳信用提供收入保障、降低融资壁垒并加速部署。

碳捕集设备按部署位置与浓度来源可划分为燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和直接空气捕集四条主要技术路线。 

燃烧后捕集是从化石燃料燃烧后的烟气中捕获CO₂，是目前全球应用最广泛、商业化程度最高的路线，适用于现有电厂的改造与新建电厂，其中化学吸收法（以胺基溶剂为媒介）因捕集效率高（可达95%以上）、技术成熟度完善，在全球运营捕集装置中占据绝大多数份额，但溶剂再生能耗高导致系统热效率显著下降，是当前降本攻坚的主战场。燃烧前捕集是在燃料气化后燃烧前分离CO₂，主要在整体煤气化联合循环（IGCC）电站等场景中部署，因CO₂浓度高（通常15%–60%）、分离能耗相对较低，成本优势显著，但受限于IGCC电站本身的经济性和部署规模，商业化渗透率有限。

富氧燃烧捕集采用高纯度氧气替代空气进行燃烧，使烟气中CO₂浓度提升至80%以上，大幅降低了分离难度，但核心瓶颈在于大型空气分离装置的高额投资与制氧能耗。直接空气捕集（DAC）是独立于上述三条路线的新兴技术，直接从大气中捕集分散的CO₂（浓度约0.04%），不受排放源地理位置限制，被视为“负排放”技术的核心硬件。

根据汇睿咨询的报告，燃烧后捕集在 2024 年市场占比 77.8%，其成熟度高且适用于高浓度点源（如燃煤电厂、水泥厂）。增长最快的技术为直接空气捕集（DAC）和富氧燃烧（Oxy-Fuel Combustion），预计 CAGR 分别为 20.1% 和 19.2%。DAC 的增长得益于对负排放的日益重视及分散低浓度 CO₂ 捕集政策支持；富氧燃烧因高捕集效率及与下一代低排放电厂兼容而受益。

CO₂捕集设备市场竞争格局

全球 CO₂ 捕集设备制造市场呈中度集中，前五大公司（CR5）预计 2025 年占约 31% 市场份额，高于 2023 年的 28.7%，赫芬达尔-赫希曼指数（HHI）低于 3%，显示市场相对分散，为新进入者和技术创新增长提供空间，尤其是在 DAC 和富氧燃烧等新兴技术领域。主要市场参与者包括阿克世盛、查特工业、埃维能、基伊埃集团、Climeworks、林德、三菱重工、壳牌康索夫、法国液化空气集团、通用电气维诺瓦、德希尼布能源公司、塞班公司、Heirloom、福建龙净环保、霍尼韦尔UOP、国家电投、日挥株式会社、Bright Renewables、巴布科克&威尔科克斯、CarbonCapture Inc.、福陆公司、同兴环保、Lanstone Group、上海齐耀环保科技有限公司。

从区域角度看，北美在 2024 年占全球市场最大份额（市场规模口径，占46.9%），受益于 CCUS 项目早期部署、45Q 税收抵免等政策支持以及成熟油气基础设施，实现大规模采用。亚太地区增长最快，2025–2035 年预计 CAGR 为 24.3%，主要受工业化快速发展、电力、钢铁和水泥行业排放增加，以及政府脱碳激励政策推动。

CO₂捕集设备市场发展趋势

1. 碳捕集技术研发受到广泛重视

从国家技术部署角度看，中国、美国、日本、德国和韩国在碳捕集及CO₂ 利用方面拥有丰富专利组合。捕集技术集中在吸收（胺基、氨基、离子液体、复合溶剂）、吸附（活性氧化铝、沸石、高分子吸附剂、压缩摆动吸附、钙基吸附剂）及膜分离（聚合物膜、混合基质膜、分子筛膜）。关注CO₂ 运输的专利较少，主要涉及压缩、管道及运输。地质利用与储存专利侧重EOR、气体置换、增强地热系统、注入设备、监测及密封材料。CO₂ 利用通过化学、生物及矿化路径仍是主要关注点，包括转化为化学品、燃料、合成气及矿化建筑材料。

根据能源经济预测与展望研究报告，目前，世界范围内与碳捕集技术直接关联的专利有40383项，其中近10年公开的专利数量达32685项。中国、美国和世界知识产权组织的CCUS专利数量位居世界前三，专利总数分别为31210项、4203项、3755项，三者专利总量约占全球总量的71.1%。我国碳捕集专利申请后发先至，自2013年起超越美国，现今申请总量稳居全球首位。

另一方面，相对发达国家高度重视碳捕集专利的全球布局，我国在专利申请全球化方面的考虑尚显不足。如图2 所示，我国机构几乎仅限于在本国申请专利，在国外专利布局较少，这或将对我国未来CO2捕7集专利的海外技术转移构成严重制约。而发达国家则在全球积极申请CO2捕集专利，以占领全球 CCUS 技术市场，构建围绕核心技术群的全球保护战略。美日专利在全球申请的保护国家数为我国专利的 2.5倍以上。

2. 全球碳排放交易体系的扩展与多样化

全球各国正面临日益频繁且严重的气候影响。极端高温、灾难性洪水以及大规模野火不再是偶发事件，而已成为结构性风险。尽管形势紧迫，全球经济仍未能按巴黎协定的目标前进，而国家利益考量持续削弱了国际协调行动。在巴黎框架下，各缔约方需在第30 届缔约方大会（COP30）前提交更新后的国家自主贡献（NDCs），这一截止日期为各国提供了关键机会，以重新校准减排目标、强化政策框架，并将市场化机制更深度地纳入国家气候战略，从而实现更高且更可信的减排路径。

碳市场——尤其是排放交易体系（ETS）——已成为全球首选的气候政策工具之一。预计到2025 年，碳市场将覆盖全球温室气体排放总量的 23% 以上，是 2005 年欧盟ETS 启动时覆盖率的约四倍。目前全球已有 38 个碳市场系统在运行，覆盖超过 100 亿吨二氧化碳当量排放，占全球排放总量约 19%。这些系统跨越多个司法管辖区，覆盖约三分之一全球人口和58% 的全球 GDP。

碳市场的发展势头持续增强，早期碳市场主要集中在发达经济体，而新兴市场如今正推动下一波实施浪潮。值得注意的是，碳市场设计也在演进。多个国家，尤其是发展中经济体，正在从传统的“总量控制-交易”（cap-and-trade）系统向排放强度型机制转变。另一些国家采用混合模式，将排放交易与碳税或碳抵消机制结合，创造更灵活、因地制宜的脱碳路径。

发达经济体持续优化碳市场。在 G20 成员国中，已有 17 个国家建立或正在积极发展国家或地方碳市。欧盟最近完成了ETS 的重大改革，并计划自 2027 年起启动覆盖建筑、道路运输及其他行业的独立市场，预计排放覆盖率将翻倍。加拿大发布了联邦总量控制交易系统的草案法规，将涵盖油气及液化天然气生产的上游排放。在美国地方层面，俄勒冈州在2023 年市场失效后重新启动碳市场，科罗拉多州于 2024 年推出 ETS，初期覆盖大型工业排放企业，并计划于2028 年扩大覆盖范围。纽约州正在制定覆盖全经济的碳市场规则，马里兰州则积极评估州级系统可行性。

与此同时，新兴经济体正成为碳市场部署的主要引擎。在亚太地区，印度已通过立法建立针对高耗能行业的排放强度型碳市场，并配套碳抵消机制。中国将国家ETS 从电力部门扩展至钢铁、水泥及铝冶炼行业，同时评估向绝对排放上限过渡。印度尼西亚的电力部门强度型碳市场已运行两年，并计划试点将排放上限、碳税和交易结合的创新混合模式。土耳其和越南正准备近期试点的监管框架，马来西亚、菲律宾及泰国则在评估将碳交易纳入国家气候政策。拉美地区，巴西已建立联邦碳市场的法律基础并进入早期实施阶段，智利正在制定行业上限并筹备电力部门ETS 试点。

3. CCUS项目进入实质性规模化阶段

国际能源署（IEA）数据显示，全球 CCUS 发展已超越孤立示范项目阶段。截至 2025 年 4 月，全球运营的 CCUS 项目 CO₂ 捕集能力超过每年5000 万吨，且年增长迅速。这一规模在经济和统计上已具有意义，标志着真正的工业部署，而非象征性试点活动。

2024年，多项“首创”项目达到关键里程碑。英国批准其首座配备碳捕集的天然气电厂，目标年捕集200 万吨 CO₂。瑞典的生物质CHP 项目成为全球最大、完成最终投资决策的碳去除项目。中国投运全球首座基于富氧燃烧的水泥生产CCUS 装置。澳大利亚启动全球首个大型枯竭气田 CO₂ 储存项目。除这些旗舰项目外，更多突破性进展正在涌现。印度尼西亚 Tangguh 天然气加工 CCUS 项目完成最终投资决策，肯尼亚在风险投资及碳去除购销协议支持下，开始建设首个直接空气捕集（DAC）试点。

更重要的是，如果当前计划的项目按期交付，全球捕集能力预计到 2030 年将达到约 4.3 亿吨/年，这意味着五年内将实现近十倍增长——这一增长轨迹通常仅在强有力政策支持与日益可行的商业模式结合时出现。从CO₂ 捕集设备市场视角来看，这一转变具有结构性意义。增量需求不再由单一标志性项目的定制设备驱动，而是由多个行业和区域的并行部署推动。这一过渡将CO₂ 捕集设备从定制工程解决方案推进到标准化、可复制的工业系统。

4. 技术迭代与成本下降路径

碳捕集技术在成本、能效及适用性上持续优化，呈现明显的代际演进。第一代技术——主要基于传统胺吸收——已成熟工业化，但受高能耗和高成本限制。第二代技术通过混合与优化胺溶剂，实现显著效率提升。在美国，捕集能耗降至每吨CO₂ 2.6 GJ，成本约 70 美元/吨；英国进一步优化工艺，达到 2.4 GJ/吨，成本接近 60 美元/吨。

第三代技术代表当前研发前沿，由材料和工艺设计突破推动。例如，欧洲开发的相变溶剂技术将能耗降至约 2.2 GJ/吨，捕集成本降至约 39 美元/吨。这些进展显著提升了经济竞争力，尤其对钢铁、水泥等高排放行业。总体来看，碳捕集技术正从渐进式工艺优化向深度技术创新发展，为更广泛、更大规模部署提供可能。同时，一系列新型捕集技术快速推进，包括电化学捕集、固体吸附、催化解吸、界面捕集及利用微生物或藻类的生物固碳。DAC技术主要基于吸附或吸收，通过先进材料和化学反应直接从空气中捕获CO₂。美国、挪威、冰岛、肯尼亚及阿联酋已开始 DAC 的大规模部署和示范。尽管各技术优势不同，但仍面临能耗和成本挑战，需要持续研发以实现大规模商业化。

来源：本文内容皆为汇睿咨询原创

以上内容均来源于汇睿咨询发布的《2024 年全球与中国CO₂捕集设备市场竞争格局与发展前景研究报告》

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