科技让二氧化碳“变废为宝”

地球大气中二氧化碳虽只占0.04%，但它对气候变化产生了巨大影响。近年来，二氧化碳等温室气体的过度排放加剧了全球气候变暖，严重威胁人类的可持续发展。如何让二氧化碳“变废为宝”，成为理想的能源补给，是亟待解决的科学问题。

近日，在北京召开的香山科学会议第742次学术讨论会上，科学家围绕低碳催化与二氧化碳利用、低碳利用前瞻技术和碳减排战略等议题进行了深入探讨。

时间紧迫 意义重大

世界经济的快速发展依赖化石能源，但其利用过程中排放了大量二氧化碳，导致了一系列环境和社会问题。

联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2023年3月最新发布的评估报告显示，全球温升预计在2021年至2040年内达到1.5℃。要实现《巴黎协定》追求的1.5℃温控目标以及2050年全球碳中和愿景，任务十分艰巨。

同时，以煤、石油、天然气为代表的化石资源因大量消耗正日趋枯竭。

“妥善解决经济、资源、环境三者之间的矛盾，实现可持续发展，已成为人类社会面临的重大挑战。”中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员韩布兴表示，二氧化碳虽然对气候变化不利，但其是储量丰富、无毒、便宜易得、可再生的碳资源。

当前，我国二氧化碳年排放量在100亿吨左右。与会专家表示，我国正处于工业化、城镇化较快发展阶段，生活、交通等领域用能持续增长，能源消费将保持刚性增长态势，实现碳中和目标需要付出艰苦的努力，构建碳中和技术体系时间紧迫、意义重大。

韩布兴提出，将二氧化碳高效转化为重要化学品、能源产品和材料，发展相关产业具有重要意义。

科技支撑不可或缺

实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，科技创新发挥着不可替代的重要作用。

将二氧化碳“变废为宝”高值化利用，已是大势所趋。近年来，科研人员在这方面开展了大量研究，提出多种转化利用二氧化碳的方法和途径。

在会上，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿介绍了基于太阳能等可再生能源的液态阳光甲醇合成技术路径，以及利用二氧化碳合成大宗化学品的研究进展。

何为液态阳光?其基本原理是利用太阳能、风能等可再生能源分解水制备绿氢，再由绿氢加二氧化碳转化生产甲醇等液体太阳燃料。也就是以甲醇为载体实现太阳能等清洁能源的储存、运输和利用。

李灿指出，液态阳光甲醇可在多方面助力二氧化碳减排，有了太阳能等可再生能源资源就可制备液态阳光燃料，实现碳中和。沿着液态阳光的思路，二氧化碳资源化还可生产汽油、柴油甚至航空煤油等液体燃料，此外也可生产烯烃、芳烃等，实现现代煤化工和石油化工的绿色化、低碳化高质量发展。

中国科学院兰州化学物理研究所研究员石峰表示，基于二氧化碳活化转化发展一些经济性较好的反应过程，也是一个较为理想的选择。

例如，中国科学院院士、中国科学院上海有机化学研究所研究员丁奎岭团队成功开发了国际首套千吨级二氧化碳还原胺化制备N,N-二甲基甲酰胺中试装置。

石峰团队基于负载多相催化材料的创制，在二氧化碳还原胺化领域也取得了一些进展，实现了负载钌、钯、铜等多相催化材料催化的二氧化碳还原胺化合成N-甲酰胺和N-甲基化胺。

未来面临巨大挑战

“我国碳达峰碳中和目标的提出，在体现中国作为负责任大国担当的同时，也意味着碳减排将面临艰巨任务和严峻挑战，并对实施碳减排政策提出了更高的要求。”中国财政科学研究院研究员许文表示。

南开大学教授何良年强调，二氧化碳资源化利用的贡献不在于碳减排的绝对量，更重要的是减缓人类对化石资源的依赖，调节碳循环，提供更加环境友好的生产方法，减少化石生产对环境的影响。

在二氧化碳利用技术方面，中国展现出了一些优势。二氧化碳排放量大、面广，具备地质条件多样、工业体系完备等有利于二氧化碳利用技术创新发展的优势条件，在实现相关技术突破和成本下降的基础上，有望带来显著的减排效果和可观的经济效益。

但是，与会专家也指出了目前存在的问题，例如，技术成熟度低、与传统工业行业技术相比缺少竞争优势、减排核算复杂等。

“解决二氧化碳转化中的科学难题，推动相关产业发展是一项长期的课题。”韩布兴表示，未来还有很长的路要走。