2023年11月，中美發布關于加強合作應對氣候變化的陽光之鄉聲明，雙方承諾爭取到2030年各自推進至少5個工業和能源領域二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）大規模合作項目。

這一聲明為未來中美開展CCUS項目合作打開了一扇窗戶，也得到國內企業的積極響應。相信未來兩年內，國內涉碳大型企業將就陽關之鄉CCUS項目展開一輪激烈角逐。

另一方面，美國哪些CCUS項目可能納入陽光之鄉合作框架呢？

事實上，美國能源部（DOE）早在2016年，就正式啟動了“碳封存保證設施計劃”（CarbonSAFE），旨在優選一批30年內封存容量不低于5000萬噸的大型封存場地，助推美國碳封存產業規?；l展。

CarbonSAFE計劃資助I、II、III、IV四類不同成熟度的項目，分別對應預可行性研究、可行性研究、場地表征與許可、建設實施四個階段。2020年，分別位于北達科他州、懷俄明州、密西西比州、伊利諾伊州和新墨西哥州的五個項目率先入選CarbonSAFE-III計劃首批資助名單。

CarbonSAFE-III首批入選項目分布

目前，這五個項目陸續接近CarbonSAFE-III計劃執行尾聲。盡管暫未有項目正式進入CarbonSAFE-IV實施階段，但其中部分項目極有可能未來進入陽光之鄉合作框架。本文就將簡要介紹這幾個項目的背景與現狀，以期為國內大型碳封存項目開發提供參考。

一、北達科他州碳封存項目

1.封存地點。北達科他州中部奧利弗（Oliver）郡境內。目標儲層孔隙率5.0%-26%，滲透率6.5-315.1毫達西，主力儲層厚度約80米，蓋層滲透率約0.04毫達西。

2.預期規模。400萬噸/年，總注入量超過8000萬噸。項目牽頭單位為北達科他州大學能源與環境研究中心（EERC），業主單位為明科塔電力合作社（MPC）。

3.目標碳源。北達科他州奧利弗郡中心（Center）鎮米爾頓楊燃煤電廠（Milton R. Young Station）的2號亞臨界燃煤機組。該機組裝機容量49.5萬千瓦，投運于1977年。該電廠還包括容量27.2萬千瓦、1970年投運的1號機組。兩臺機組每年排放二氧化碳約600萬噸。該項目碳源以2號機組為主，保留與1號機組的接口。

4.經費支持。該項目第一階段研究在大平原CO2減排伙伴計劃（PCOR）內完成。2017年納入CarbonSAFE-II計劃，總預算1655萬美元，其中政府資金900萬美元，配套755萬美元。2020年納入CarbonSAFE-III計劃，總預算2493萬美元，其中政府資金1697萬美元，配套796萬美元。

5.項目現狀。2017年以來，先后打了三口勘探井，開展了二維和三維地震探測，完成了120千米x120千米地質建模，設計了“3口注入井+1口監測井”的布井方案，完成了二氧化碳注入情景模擬。2022年1月，獲得20年內1億噸封存容量申請的批準。2022年4月，監測報告核查（MRV）計劃獲得批準。2023年8月，完成項目環評報告提交。2023年10月，再次獲得20年內額外1.22億噸封存容量申請的批準。該項目有較大可能在2024年開工建設。

二、懷俄明州碳封存項目

1.封存地點。懷俄明州東北部吉勒特（Gillette）郡境內。目標儲層平均孔隙率10.7%，滲透率5.35毫達西，主力儲層厚度約50米。

2.預期規模。330萬噸/年，總注入量超過5000萬噸，遠期超過1.65億噸。項目牽頭單位為懷俄明大學能源資源學院，業主單位為盆地電力合作社（BEPC）。

3.目標碳源。懷俄明州吉勒特郡Dry Fork Station煤電機組，裝機容量38.5萬千瓦，投運于2007年。Dry Fork電廠有望運行至2072年，每年排放二氧化碳約330萬噸。

4.經費支持。該項目2017年納入CarbonSAFE-I計劃，總預算180.9萬美元，其中政府資金119.7萬美元，配套61.2萬美元。2018年納入CarbonSAFE-II計劃，總預算1243萬美元，其中政府資金996萬美元，配套247萬美元。2020年納入CarbonSAFE-III計劃，總預算2174萬美元，其中政府資金1719萬美元，配套455萬美元。

5.項目現狀。2017年以來，先后打了兩口勘探井，收集了二維地震歷史數據和新的三維地震數據，完成了封存集群范圍內7個場站的表征，開展了29.3千米x67.9千米地質建模，完成了部分二氧化碳注入情景模擬。正在開展項目環境影響評價及早期風險評估與監測報告核查編制工作，正在評估起草總計10口第六類井的許可申請文件。

三、密西西比州碳封存項目

1.封存地點。密西西比州中東部肯珀（Kemper）郡境內。該區域地質封存條件極佳，目標儲層深度在1000-1700米之間，平均孔隙率28.5%，滲透率3.6達西，三個儲層厚度大于396米，蓋層滲透率小于64納達西，靜態封存容量達到1000萬噸/平方公里以上，120平方公里目標區域的總封存容量接近14億噸。預計封存成本小于8美元/噸。

2.預期規模。580萬噸/年，總注入量超過5000萬噸，遠期超過1.74億噸，有潛力成為大型區域性封存基地。項目牽頭單位為先進資源國際公司（Advanced Resources International），業主單位為南部電力公司（Southern Company）。

3.目標碳源。可能包括周邊多個排放源。第一目標是密西西比州肯珀郡的Plant Ratcliffe天然氣發電機組，裝機容量84萬千瓦，投運于2014年，每年排放二氧化碳170-220萬噸。第二目標是臨近的阿拉巴馬州杰斐遜（Jefferson）郡的Plant Miller燃煤發電機組，總裝機容量282萬千瓦，包括四臺70.5萬千瓦機組，分別投運于1978、1985、1989、1991年，每年排放二氧化碳超過2000萬噸。

4.經費支持。2017年納入CarbonSAFE-II計劃，總預算1471萬美元，其中政府資金1097萬美元，配套374萬美元。2020年納入CarbonSAFE-III計劃，總預算2357萬美元，其中政府資金1748萬美元，配套609萬美元。

5.項目現狀。2017年以來，先后打了六口勘探井與監測井，收集了地質信息，開展了148公里測線的二維地震，完成了部分二氧化碳注入模擬，完成了管道網絡與注入設施設計，針對其中一口井進行了注入性測試，驗證單井注入速率至少達到137萬噸/年。2023年3月，正式提交兩口第六類井（單井設計注入能力290萬噸/年）許可申請文件并啟動環境評價。

四、伊利諾伊州碳封存項目

1.封存地點。包括伊利諾伊州的兩個獨立封存點。1號封存點位于中東部的華盛頓（Washington）郡境內，儲層孔隙率10%-11%，滲透率68-122毫達西。2號封存點位于西南部的福特（Ford）郡境內，儲層孔隙率9%-16%，滲透率12-308毫達西，儲層厚度60-220米。

2.預期規模。項目牽頭單位為伊利諾伊大學。1號封存點預期規模812萬噸/年，總注入量超過1.625億噸，業主單位為位于伊利諾伊州瑪麗莎（Marissa）郡的普雷里州發電公司（PSGC）。2號封存點預期規模450萬噸/年，總注入量超過9000萬噸，業主單位為位于伊利諾伊州吉布森城（Gibson City）郡的One Earth Energy公司。

3.目標碳源。1號封存點的目標碳源是普雷里州發電公司的兩個超臨界燃煤機組之一，單臺機組裝機容量80萬千瓦，兩臺機組共160萬千瓦，投運于2012年，目前兩臺機組每年排放二氧化碳約1200萬噸。2號封存點的目標碳源是One Earth Energy公司的生物乙醇廠，年產乙醇約45萬噸。

4.經費支持。該項目2017年納入CarbonSAFE-I計劃，總預算194.3萬美元，其中政府資金113.5萬美元，配套80.8萬美元。同年，其衍生項目納入CarbonSAFE-II計劃，總預算1181萬美元，其中政府資金920萬美元，配套261萬美元。2020年納入CarbonSAFE-III計劃，總預算2681萬美元，其中政府資金1972萬美元，配套709萬美元。

5.項目現狀。2017年以來，該項目打了兩口探測井，開展了二維和三維地震探測，完成了地質建模和注入模擬。1號封存點擬建兩口第六類井，許可申請文件已完成編制，將交由第三方報批。2號封存點擬建三口第六類井，許可申請已于2022年10月正式提交。

五、新墨西哥州碳封存項目

1.封存地點。新墨西哥州西北角圣胡安（San Juan）郡境內，地處圣胡安盆地。

2.預期規模。DOE最低目標是30年內總注入量不低于5000萬噸。該項目早期擬定的目標為600萬噸/年。項目牽頭單位為新墨西哥礦業與技術學院，似乎未有明確的業主單位。

3.目標碳源。該封存項目早期的目標碳源是位于新墨西哥州水流（Waterflow）郡的裝機容量為84.7萬千瓦的圣胡安電廠。但由于該電廠正在計劃全面關停，因此目標碳源更改為位于普魯伊特（Prewitt）郡、由退役燃煤電廠籌建的Escalante藍氫工廠。

4.經費支持。該項目預可研與可研階段并未納入CarbonSAFE計劃資助。2020年直接納入CarbonSAFE-III計劃資助，總預算2409萬美元，其中政府資金1974萬美元，配套435萬美元。

5.項目現狀。該項目CarbonSAFE-III執行期從最初的三年延長到四年半，預期到2025年3月份結束。目前完成了勘探井鉆井作業，安裝了井下光纖。提交了第六類井許可申請文件的第一部分。未來還要完成巖心分析、注入性測試、環境影響評價等工作，最終獲得注入許可。