二氧化碳利用技術(shù)潛力巨大

文章來源:新浪張佳星2023-04-17 09:24

    “二氧化碳是‘壞’物質(zhì)嗎?”在4月13日召開的香山科學(xué)會議第742次學(xué)術(shù)討論會上,科技部中國21世紀(jì)議程管理中心(以下簡稱21世紀(jì)中心)研究員黃晶提出一個簡單卻經(jīng)常被忽視的問題。
 
    從自然屬性看,二氧化碳作為大氣的重要組成部分,并非有毒氣體等“壞”氣體。二氧化碳是溫室氣體,沒有它的地球平均氣溫將下降超30攝氏度。那么,除了被捕捉并關(guān)起來之外(捕集與封存),二氧化碳還能做什么?
 
    “到2050年,如果二氧化碳利用技術(shù)大規(guī)模推廣,不僅具有直接減排效應(yīng),還能實(shí)現(xiàn)可觀的二氧化碳替代減排量。”黃晶解釋,例如用二氧化碳合成的甲醇1噸能消耗約1.4噸二氧化碳,還能通過以可再生能源替代煤炭實(shí)現(xiàn)再減少4噸二氧化碳排放。
 
    “發(fā)展二氧化碳利用關(guān)鍵技術(shù),在規(guī)?;{二氧化碳的同時,還能帶動交通、化學(xué)工業(yè)等其他工業(yè)過程實(shí)現(xiàn)碳減排。”中國科學(xué)院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所研究員李燦說。
 
    曾經(jīng)因?yàn)?大缺陷被認(rèn)為不可行
 
    既然二氧化碳可以被高效利用,為什么一直沒有受到業(yè)內(nèi)的重視呢?
 
    21世紀(jì)中心社會事業(yè)處研究員張賢為科技日報記者梳理了發(fā)展脈絡(luò)。
 
    2007年前后,我國在應(yīng)對氣候變化的相關(guān)“國家方案”中均強(qiáng)調(diào)了推動碳捕集與封存技術(shù)(CCS)與二氧化碳利用技術(shù)。國際上也開始重視二氧化碳利用技術(shù),并把利用的“U”與CCS融合為CCUS
 
    “在碳中和目標(biāo)提出前,大家普遍認(rèn)為二氧化碳利用技術(shù)存在4大缺陷,即封存期短、減排量小、額外耗能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)。”張賢解釋,業(yè)界對二氧化碳利用技術(shù)的減排潛力和貢獻(xiàn)存在爭議。
 
    隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,目前的二氧化碳利用能耗、成本、體量均得到了很大幅度的改善,這些為二氧化碳利用技術(shù)帶來轉(zhuǎn)機(jī)。
 
    “規(guī)?;a(chǎn)開始落地,成本、能耗等普遍降低,項(xiàng)目規(guī)模也開始邁向萬噸級。”李燦說,越來越多團(tuán)隊(duì)在催化劑等基礎(chǔ)研究方面取得突破,制備純度大幅提高,有的甚至達(dá)到99%。來自國內(nèi)外的大量實(shí)踐表明,曾經(jīng)困擾二氧化碳利用技術(shù)落地的缺陷已經(jīng)得到逐步解決。
 
    “與此同時,碳中和目標(biāo)提出后,我國確立了盡快由能耗雙控向碳排放雙控轉(zhuǎn)變的政策,也讓這類技術(shù)展現(xiàn)出巨大潛力。”張賢說,作為化學(xué)儲能的重要方式,二氧化碳利用為未來能源體系近零排放提供了條件,將逐步發(fā)展為“剛需”或相對便宜的技術(shù),隨著碳市場的發(fā)展還有盈利可能。
 
    聚焦研究轉(zhuǎn)化,為“雙碳”目標(biāo)達(dá)成釋放巨大潛力
 
    與會專家認(rèn)為,發(fā)展二氧化碳利用技術(shù)在實(shí)現(xiàn)減排溫室氣體的同時,還可以抵消碳捕集過程的高昂成本、保障能源安全、促進(jìn)低碳新業(yè)態(tài)孵化。
 
    那么,二氧化碳的有效利用潛力究竟有多大?
 
    有報告顯示,到2050年,僅利用二氧化碳制備合成氣和甲醇的產(chǎn)量就可能分別達(dá)到4000萬噸左右。數(shù)據(jù)顯示,截至2023年2月,我國已經(jīng)投運(yùn)和規(guī)劃中的二氧化碳利用技術(shù)示范項(xiàng)目為57個,將二氧化碳高效轉(zhuǎn)化為有價值的化工和生物產(chǎn)品的項(xiàng)目數(shù)量約為40%。
 
    “當(dāng)前部分二氧化碳利用技術(shù)成熟度不高,還處于中試及以下水平。”黃晶說,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性密切相關(guān),當(dāng)前在混凝土養(yǎng)護(hù)、高分子聚合物合成等少數(shù)幾類產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)中,二氧化碳利用技術(shù)成本已經(jīng)能夠低于傳統(tǒng)工藝,其他產(chǎn)品的研究仍需加強(qiáng),以實(shí)現(xiàn)更高經(jīng)濟(jì)可行性。
 
    “二氧化碳轉(zhuǎn)化利用涉及熱力學(xué)、動力學(xué)方面的一系列難題。”中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員韓布興表示,解決二氧化碳轉(zhuǎn)化中的科學(xué)難題,推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一項(xiàng)長期課題。與會專家認(rèn)為,國家層面應(yīng)加強(qiáng)二氧化碳利用的科技戰(zhàn)略布局,抓緊部署該領(lǐng)域的前沿、顛覆性技術(shù),加強(qiáng)技術(shù)儲備。相信隨著二氧化碳利用技術(shù)取得重大突破和利用部署,未來的減排和創(chuàng)造工業(yè)產(chǎn)值將是“步調(diào)一致”的,可有效化解當(dāng)前階段“發(fā)展”與“減排”的矛盾。
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