目前，我國年排放二氧化碳百億噸級，其中80%以上來自能源生產(chǎn)消費。“2020年，我國化石能源占一次能源消費比重達84.1%。例如，石油和化學工業(yè)以油氣、煤炭作為原料，具有資源型和能源型產(chǎn)業(yè)雙重屬性，但生產(chǎn)過程必然伴有二氧化碳排放。”中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會副秘書長胡遷林表示，在推進源頭減排的同時，實現(xiàn)二氧化碳“變廢為寶”同樣重要。“既要開展新一代大規(guī)模低能耗碳捕集技術、二氧化碳安全可靠封存與監(jiān)測，以及運輸技術等研究，也需重點開發(fā)二氧化碳化學轉化利用技術。”

“即便實現(xiàn)了碳中和，化石能源消費仍將占據(jù)一定比重。”中國科學院院士包信和表示，先天含碳屬性，決定了使用化石能源總要產(chǎn)生碳排放，如何消除已經(jīng)排放的二氧化碳是一大現(xiàn)實問題。

在近日舉行的2021年二氧化碳減排與資源化利用技術先鋒論壇上，中國科學院院士李燦也稱，并非所有行業(yè)終端都能使用電能替代，諸如化工、鋼鐵、水泥等領域，在很長時間內仍需使用能量密度更高的化學燃料。針對這部分難以消除的二氧化碳，就要采用碳捕捉、利用與封存技術（CCUS）。

“相比捕集、封存，我們更應重視利用環(huán)節(jié)。捕集二氧化碳之后，封存面臨空間、泄漏、安全、成本等一系列制約，并不能從根本上解決排放問題。”李燦舉例，二氧化碳作為一種驅油介質，可用于油氣開采。開采完畢，這部分二氧化碳依然會大量釋放，并不能實現(xiàn)完全封存。“類似情況還發(fā)生在農(nóng)業(yè)領域。生產(chǎn)尿素可消納一部分二氧化碳，但在使用尿素時，大部分二氧化碳還是白白排掉了。這些難以減排的二氧化碳，若能實現(xiàn)資源化利用，在減碳同時還可產(chǎn)生經(jīng)濟效益。”

較早參與研發(fā)的奧克控股集團董事局主席朱建民告訴記者，資源化利用包括以二氧化碳為原料生產(chǎn)化學品或燃料、利用微藻類進行生物轉化，用作混凝土建筑材料，二氧化碳增強油田再生等10種途徑。用途雖多，現(xiàn)階段卻存在不少瓶頸。

朱建民舉例，理論上說，二氧化碳可制備多種化學品，“但目前，只有少數(shù)技術具有經(jīng)濟可行性和工業(yè)化放大的可拓展性。最大規(guī)模的化學利用途徑是生產(chǎn)尿素，當前我國每年有1.4億噸二氧化碳用于生產(chǎn)2億噸尿素。下一步，生產(chǎn)燃料耗用的二氧化碳可能達到幾億噸，具有一定前景，但充滿不確定性。”

記者還注意到，已有的二氧化碳資源化利用項目規(guī)模普遍較小。例如，中國石化勝利油田二氧化碳捕集驅油項目，每年預計減排僅3萬多噸；華能北京高碑店熱電廠將捕集的二氧化碳賣給食品店，年回收二氧化碳只有3000噸；山東能源集團利用化工裝置產(chǎn)生的二氧化碳制備高價值化學品，年可減碳3.5萬噸。

“我們接觸了很多技術，不同技術各有先進性，研究探索值得鼓勵。然而，一項技術到底能擴大到多大規(guī)模、成本是否可承受，可以為減碳作出多大貢獻，同樣很關鍵。對于企業(yè)真金白銀投入而言，做好前瞻性考量十分必要。”一位業(yè)內資深人士向記者坦言。

包信和稱，現(xiàn)有的二氧化碳轉化利用還面臨規(guī)模不對等問題。“比如，我國需求量最高的大宗化學品乙烯，目前年產(chǎn)量在6000萬-7000萬噸。即便拿出1億噸二氧化碳用于制備，也只占到排放總量的百分之一。由于二氧化碳分子能量低，必須先活化、再利用，通過加氫反應才能完成。目前，氫能基本來自以煤為主的化石能源，注入的能量比釋放的能量還要多。”

“二氧化碳資源化利用是一種可行的減排思路，但必須找到正確途徑。目前部分技術過于理想化，甚至存在一些錯誤方向。即便單個項目通了，要么難以從根本撬動減排，要么能耗過高、得不償失。”上述人士進一步稱。

包信和認為，有效的二氧化碳利用途徑必須滿足兩個條件：一是保證持續(xù)的可再生能源供給，二是能從非碳資源獲得氫氣。“轉化利用途徑主要包括熱催化、電催化及光化學過程。目前來看，前兩者比較有希望，能夠通過二氧化碳加氫反應得到我們需要的產(chǎn)品。而在此過程中，綠氫才是真正實現(xiàn)減排的關鍵。”

上述思路已有實踐。“在自然界，植物能把空氣中的水和二氧化碳轉化成生物質、蔬菜等。借鑒這一思路，也可把二氧化碳和水變成我們所需的燃料。”李燦提出，利用太陽能等可再生能源實施電解水制氫，并將二氧化碳加氫轉化為甲醇等液體燃料，即可實現(xiàn)有效資源化利用。“甲醇可替代汽油，也可用在化學工業(yè)領域。每噸甲醇可轉化1.375噸二氧化碳，我國每年約有8000萬噸甲醇產(chǎn)能，若能大規(guī)模推廣，可以減排億噸級二氧化碳。”

國家能源集團新能源研究院碳中和中心相關負責人徐冬表示，除了單個項目，國家能源集團還將開展原理驗證與顛覆性技術研發(fā)、中試技術放大與驗證、CCUS全流程檢測評估平臺建設。“目前，國內外尚無針對研發(fā)、試驗及檢測評估與認證的全流程平臺。計劃采用政策與環(huán)境結合、機體機制與制度結合、資料分析與調查分析相結合等方式，開展全流程標準制定、CCUS碳交易研究推廣及戰(zhàn)略規(guī)劃服務，實現(xiàn)技術標準化建設、規(guī)模化發(fā)展。”