【中國科學報】科技讓二氧化碳“變廢為寶”

　地球大氣中二氧化碳雖只占0.04%，但它對氣候變化產生了巨大影響。近年來，二氧化碳等溫室氣體的過度排放加劇了全球氣候變暖，嚴重威脅人類的可持續發展。如何讓二氧化碳“變廢為寶”，成為理想的能源補給，是亟待解決的科學問題。

　　近日，在北京召開的香山科學會議第742次學術討論會上，科學家圍繞低碳催化與二氧化碳利用、低碳利用前瞻技術和碳減排戰略等議題進行了深入探討。

　　時間緊迫 意義重大 

　　世界經濟的快速發展依賴化石能源，但其利用過程中排放了大量二氧化碳，導致了一系列環境和社會問題。

　　聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2023年3月最新發布的評估報告顯示，全球溫升預計在2021年至2040年內達到1.5℃。要實現《巴黎協定》追求的1.5℃溫控目標以及2050年全球碳中和愿景，任務十分艱巨。

　　同時，以煤、石油、天然氣為代表的化石資源因大量消耗正日趨枯竭。

　　“妥善解決經濟、資源、環境三者之間的矛盾，實現可持續發展，已成為人類社會面臨的重大挑戰。”中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員韓布興表示，二氧化碳雖然對氣候變化不利，但其是儲量豐富、無毒、便宜易得、可再生的碳資源。

　　當前，我國二氧化碳年排放量在100億噸左右。與會專家表示，我國正處于工業化、城鎮化較快發展階段，生活、交通等領域用能持續增長，能源消費將保持剛性增長態勢，實現碳中和目標需要付出艱苦的努力，構建碳中和技術體系時間緊迫、意義重大。

　　韓布興提出，將二氧化碳高效轉化為重要化學品、能源產品和材料，發展相關產業具有重要意義。

　　科技支撐不可或缺 

　　實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，科技創新發揮著不可替代的重要作用。

　　將二氧化碳“變廢為寶”高值化利用，已是大勢所趨。近年來，科研人員在這方面開展了大量研究，提出多種轉化利用二氧化碳的方法和途徑。

　　在會上，中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員李燦介紹了基于太陽能等可再生能源的液態陽光甲醇合成技術路徑，以及利用二氧化碳合成大宗化學品的研究進展。

　　何為液態陽光？其基本原理是利用太陽能、風能等可再生能源分解水制備綠氫，再由綠氫加二氧化碳轉化生產甲醇等液體太陽燃料。也就是以甲醇為載體實現太陽能等清潔能源的儲存、運輸和利用。

　　李燦指出，液態陽光甲醇可在多方面助力二氧化碳減排，有了太陽能等可再生能源資源就可制備液態陽光燃料，實現碳中和。沿著液態陽光的思路，二氧化碳資源化還可生產汽油、柴油甚至航空煤油等液體燃料，此外也可生產烯烴、芳烴等，實現現代煤化工和石油化工的綠色化、低碳化高質量發展。

　　中國科學院蘭州化學物理研究所研究員石峰表示，基于二氧化碳活化轉化發展一些經濟性較好的反應過程，也是一個較為理想的選擇。

　　例如，中國科學院院士、中國科學院上海有機化學研究所研究員丁奎嶺團隊成功開發了國際首套千噸級二氧化碳還原胺化制備N,N-二甲基甲酰胺中試裝置。

　　石峰團隊基于負載多相催化材料的創制，在二氧化碳還原胺化領域也取得了一些進展，實現了負載釕、鈀、銅等多相催化材料催化的二氧化碳還原胺化合成N-甲酰胺和N-甲基化胺。

　　未來面臨巨大挑戰 

　　“我國碳達峰碳中和目標的提出，在體現中國作為負責任大國擔當的同時，也意味著碳減排將面臨艱巨任務和嚴峻挑戰，并對實施碳減排政策提出了更高的要求。”中國財政科學研究院研究員許文表示。

　　南開大學教授何良年強調，二氧化碳資源化利用的貢獻不在于碳減排的絕對量，更重要的是減緩人類對化石資源的依賴，調節碳循環，提供更加環境友好的生產方法，減少化石生產對環境的影響。

　　在二氧化碳利用技術方面，中國展現出了一些優勢。二氧化碳排放量大、面廣，具備地質條件多樣、工業體系完備等有利于二氧化碳利用技術創新發展的優勢條件，在實現相關技術突破和成本下降的基礎上，有望帶來顯著的減排效果和可觀的經濟效益。

　　但是，與會專家也指出了目前存在的問題，例如，技術成熟度低、與傳統工業行業技術相比缺少競爭優勢、減排核算復雜等。

　　“解決二氧化碳轉化中的科學難題，推動相關產業發展是一項長期的課題。”韓布興表示，未來還有很長的路要走。

（原載于《中國科學報》 2023-04-19 第3版 領域）