2022中國「碳捕捉與封存」專利地圖分析

一、碳捕捉與碳封存

當前我們過度依賴化石燃料的使用，造成大量溫室氣體排放到大氣中，造成全球暖化增溫、氣候異常與海平面上升等多項問題。因此，減少二氧化碳的排放量、降低全球暖化和氣候變遷已是當務之急，要如何將二氧化碳捕捉與封存(Carbon Capture and Storage, 簡稱CCS) 便是重要的一大課題。

二氧化碳地質捕捉與封存示意圖[註1]

所謂「碳捕捉與封存」係指的是針對二氧化碳排放源（如發電廠、石化廠、鋼鐵廠等）所產生的二氧化碳，加以捕捉、運送後注入地下水層、舊油氣田等地下構造，藉由地層之封閉與吸附，予以長期封存（如上圖所示），以解決二氧化碳排放的問題。

碳捕捉與封存技術，國外已發展多年，已累積了大量研究成果，也有商業運轉案例（如北海 Sleipner 油氣田、加拿大 Weyburn 油田、阿爾及利亞 In Salah 天然氣田等），證明二氧化碳的地質封存，可行性頗高。

鑑於「碳捕捉與封存」是地球環保的重要課題，於是本分析從GPSS[註2]的海量專利中，針對「碳捕捉與封存」作統計分析，其涵蓋到中國「碳捕捉與封存」專利年度趨勢解析、競爭國解析、競爭公司解析、IPC技術專長解析及相關專利解析等，據以分析「碳捕捉與封存」的中國專利佈局趨勢，並提供台灣相關業者作為開發專利佈局的參考，以有利台灣產業鏈掌握核心競爭力持續深化，且商場如戰場，亦要知己知彼，才能百戰百勝。

二、「碳捕捉與封存」專利年度趨勢解析

至2022/7/31日止，中國「碳捕捉與封存」年度專利公開量從2006年至2019年呈現緩慢成長，至2020開始呈現爆炸性成長，至2021年達到歷史最大量259件，代表著中國相關業者相當積極投入「碳捕捉與封存」之技術發展。

中國「碳捕捉與封存」之專利年度趨勢圖

三、「碳捕捉與封存」專利競爭國解析

至2022/7/31日止，中國「碳捕捉與封存」的專利，第一申請人的國籍以中國(CN)為最多，共有958件，而所產出數量排行第二則為美國(US)有21件，韓國(KR)有8件則排名第三，足見中國的「碳捕捉與封存」技術正在蓬勃發展當中，但外國人對於佈局中國市場，則興趣缺缺。

中國「碳捕捉與封存」之專利競爭國排行圖

四、「碳捕捉與封存」專利競爭公司解析

至2022/7/31日止，中國「碳捕捉與封存」的競爭公司排行，大部分均由中國公司包辦:

TOP 1為中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，共有78件；

TOP 2為天津大學，共有64件；及

TOP 3為南陽東侖生物光碳科技有限公司，共有40件。

中國「碳捕捉與封存」之專利競爭公司排行圖

五、中國「碳捕捉與封存」之相關專利解析

(一)、CN114673571A:

中國科學院工程熱物理研究所的一種「碳捕集利用與封存和超臨界二氧化碳儲能技術的耦合系統」專利案，係公開: 一種碳捕集利用與封存（CCUS）和超臨界二氧化碳儲能技術的耦合系統，在CCUS過程中增加膨脹釋能段、壓縮儲能段和儲冷儲熱段。CCUS包括碳捕集、碳利用和碳封存等過程；膨脹釋能段包括膨脹機、換熱器和發電機，釋能後的二氧化碳存儲在存儲罐中；壓縮儲能段包括電動機、壓縮機和換熱器，能量存儲在高壓超臨界二氧化碳中，並經運輸存儲在鹽穴、枯竭油氣藏等空間內；儲冷儲熱段包括蓄冷器和蓄熱器，與系統中換熱器相連，分別儲存系統所產生的冷能和熱能。耦合系統充分利用了二氧化碳，不會造成多餘的碳排放，為碳中和提供了良好的技術支撐；耦合系統還豐富了電力系統的能源配置，可作為一種大規模長時間儲能技術實現電網負荷調節，削峰填穀。

CN114673571A專利案

(二)、CN114616045A:

馬來西亞國家石油公司的一種「封存碳的方法」專利案，係公開: 一種封存碳的方法，所述方法通過將含有鈣離子的水溶液噴射到含有超臨界二氧化碳的反應器中以形成碳酸鈣的漿液，並從反應器底部收集碳酸鈣。

CN114616045A專利案

(三)、 CN114602290A:

上海交通大學的「一種兩級連續礦化碳捕集系統及運行方法」專利案，係公開:一種兩級連續礦化碳捕集系統及運行方法，通過由回質單元對進口管的含碳氣體與礦化部生產的淨化氣進行混合，混合的複合氣依次進入富集部進行富集以及進入礦化部進行礦化；在礦化流程中，礦化材料經由礦化物料進口進入礦化部與二氧化碳進行礦化，形成的固體產物經礦化物料出口排出；富集部在利用工業廢熱進行加熱的同時，利用礦化部內的吸附材料形成再吸附反應，促進富集部中吸附材料的再生，降低了再生能耗，提高了經濟性，從而解決了現有礦化碳捕集方案經濟性較差的問題。

CN114602290A專利案

(四)、CN114588754A:

深圳市安馳環保科技有限公司的「一種用於空氣二氧化碳捕集和壓縮的裝置及方法」專利案，係公開:一種用於空氣二氧化碳捕集和壓縮的裝置及方法，包括二氧化碳捕集裝置、二氧化碳壓縮裝置與殼體，所述二氧化碳捕集裝置與二氧化碳壓縮裝置均位於殼體內部，所述二氧化碳捕集裝置包括空氣捕集元件：還包括：與空氣捕集元件連接的淨化元件，所述淨化元件包括淨化池，所述淨化池位於殼體內部，本發明通過將捕集的二氧化碳氣體進行預收集，從而將二氧化碳氣體勻速的通入到壓縮機內，同時採用薄膜式壓縮機取代傳統的二氧化碳壓縮機，以解決傳統的二氧化碳壓縮機不利於對壓縮的過程進行控制，同時不能滿足小批量壓縮、壓縮效率不高的問題。

CN114588754A專利案

(五)、CN114576549A

湖北西塞山發電有限公司的「一種熱力發電廠用二氧化碳捕集存儲裝置」專利案，係公開:一種熱力發電廠用二氧化碳捕集存儲裝置，涉及二氧化碳捕集存儲技術領域，為解決現有二氧化碳捕集存儲箱多數都需要吊機運輸，導致在短距離運輸的時候人力物力浪費嚴重的問題。所述第一存儲桶的一側設置有第二存儲桶，所述第一存儲桶的另一側設置有底部穩定桶，所述第二存儲桶的一側設置有限位外桶，所述限位外桶的一端設置有二氧化碳進氣桶，且二氧化碳進氣桶與限位元外桶為一體結構，所述限位元外桶與第二存儲桶之間和第一存儲桶與底部穩定桶之間均設置有固定桶，且兩個底部穩定桶分別與第一存儲桶和第二存儲桶為一體結構，所述固定桶的外部設置有限位固定槽，所述限位固定槽內部設置有滾珠軸承。

CN114576549A專利案

(六)、CN114541964A:

貴州省油氣勘查開發工程研究院的「一種採用對接井在玄武岩中封存二氧化碳的方法」專利案，係公開:首先，施工一口水準井，水準井段於玄武岩上部鑽進1000～1500m，並下篩管完井；其次，沿水準井段鑽進軌跡施工3～5口直井，並在玄武岩中部依次開展分段射孔與壓裂施工，使壓裂所形成的人工裂縫與水準井段溝通；然後，將煤礦產生的礦井水自水準井井口連續注入玄武岩中；最後，從燃煤電廠等捕集CO2，管輸至直井井場後降溫加壓為液態CO2，並將液態CO2自直井井口連續注入，實現玄武岩層中CO2的礦化封存。本發明不僅在低耗水量的前提下實現了CO2在玄武岩中的高效、安全封存，而且實現了煤礦礦井水綜合利用，可產生顯著的經濟、環境與社會效益。

CN114541964A專利案

六、結論

由於台灣陸上地質構造及海域鹽水層的二氧化碳儲存潛力，據估計分別有 28億噸及90~680億噸，具備發展 CCS 的地質條件。我國經濟部、國科會、環保署也都非常重視，投入許多資源從事研發與小規模試驗。當然，要降低二氧化碳排放，釜底抽薪的方法，還是發展再生能源以及提高能源使用效率。但在再生能源技術不斷提升並取代化石能源之前，二氧化碳捕捉與封存技術，提供了一個暫時減緩二氧化碳排放的可行方向，也可列為我國推動節能減碳的可行選項。

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