CO2捕集和利用技術的應用與研發進展

何志勇，郭本帥，汪東，毛松柏，李忠于

（中國石化南京化工研究院有限公司，江蘇南京 210048）

人為排放大量溫室氣體,導致全球變暖情況逐漸加劇，引發了冰川融化、海平面持續上升等一系列環境問題，極端氣候事件的強度和頻率明顯增加，CO2作為最主要的溫室氣體受到了世界各方的廣泛關注[1]，因此，碳減排已成為世界各國應對氣候變化的重要共識。中國承諾CO2排放量力爭在2030年前達到峰值，在2060年前實現碳中和[2]。碳捕集、利用與封存（CCUS）技術作為實現碳中和的重要路徑，已成為碳中和領域研究的焦點之一。

CO2捕集作為CCUS 的首要步驟，目前國內外已建立多套大規模裝置。根據分離原理的不同，CO2捕集技術可以分為吸收法、吸附法、膜分離法和低溫精餾法。其中，吸收法是目前工業上應用最為廣泛的方法。將CO2作為碳資源進行利用的技術已成為CCUS 領域的研究熱點。CO2資源化利用在物理、生物、化學、礦化、地質方面已經有所應用。由于物理利用并不能對CO2進行有效的固定和封存，無法實現CO2的真正減排。在生物方面，CO2主要作為農作物的氣肥，促進光合作用，增加產量，但是使用量一般較小，目前大規模CO2生物利用主要是通過菌或微藻得到化學品。化學利用主要是將CO2轉化為基礎化學藥品、有機染料或者固定為高分子材料，轉化途徑為CO2還原為甲酸、甲醇和烴類等或者羧化為羧酸、氨基酸、碳酸酯及其聚合物等。礦化利用是利用自然界或工業廢棄的含鈣和鎂物質與CO2的反應，使CO2以碳酸鹽的形式被沉淀下來，既可以實現CO2的減排和有效封存，也可以對固體廢棄物進行無害化處理。……