中國網／中國發展門戶網訊 能源是中國經濟社會發展的重要制約因素，事關經濟安全和國家安全。據?2018?年《國民經濟和社會發展統計公報》數據，2017?年中國能源消費總量為?44．9?億噸標準煤，其中煤炭消費占比?60．4％，在能源構成中仍處于主體性地位。中國以煤為主的資源稟賦和能源消費結構，一方面為經濟的快速增長提供了能源保障，另一方面也導致了二氧化碳（CO₂）的大量排放。根據全球碳計劃組織發布的預測報告，2018?年全球碳排放預計增加?2％，中國的碳排放量約占?27％，仍是全球最大的碳排放國。目前，中國經濟正處于重化工業主導的工業化和城市化階段，加上以煤為主的能源結構等多方面原因，未來將繼續處于?CO₂排放的上升期。基于我國政府明確提出控制溫室氣體排放的行動目標，到?2020?年單位國內生產總值?CO₂排放比?2005?年降低?40％—45％，2030?年左右實現?CO₂排放達到峰值并努力爭取早日達峰，意味著實現高碳資源的低碳化利用和?CO₂減排技術的規模化發展刻不容緩。

自然界碳循環的基本過程為大氣中的?CO₂被陸地和海洋中的植物吸收，然后通過生物或地質過程以及人類活動，又以?CO₂的形式返回大氣中，每年有數十億噸的碳，在陸地、大氣和海洋之間進行著快速的碳循環運動（圖?1）。而這種平衡隨著人類社會的飛速發展被打破，能源燃燒等人為制造的?CO₂排放遠遠超過了自然界所能吸收轉化的容量。每年的?CO₂新增量中，60％?的?CO₂排放至大氣中，剩余的大部分?CO₂進入到海洋，少量被陸地生物吸收。然而，自然界能承載的?CO₂上限為?30?億噸碳／年，這意味著目前的?CO₂排放量需降低?60％—70％，即大約減排?50—70?億噸碳／年。碳循環是一個氧化－還原過程，大氣中?CO₂的累積本質是人類活動引起的碳氧化（燃燒）與還原的不對稱性，一定程度上實現減少使用碳或還原使用?CO₂是實現低碳化的本質。CO₂的還原需要消耗能量并控制選擇性，這將成為未來碳科學與技術的主旋律，其核心是?CO₂的選控轉化利用以及其與非碳能量的耦合。

 圖 1 自然界碳循環過程

基于我國的能源消費結構以及化石能源仍將在很長一段時期內作為能源供應的主體，針對?CO₂的轉化利用技術即?CO₂的可控性還原，本文對化石能源耦合?CO₂的轉化利用技術、零碳能源（包括可再生能源和核能）耦合?CO₂的轉化利用技術，以及?CO₂直接轉化利用技術的進展情況進行了梳理，并對?CO₂轉化利用技術引起的碳減排潛力進行了分析。

相關文章