海河零碳论坛·周末系列沙龙丨“用碳不排碳”CO₂还能怎么用？

全世界每年化石能源在利用过程中，会向大气排放大约360亿吨二氧化碳，其中约20亿吨被海洋吸收，陆地生态系统吸收约7亿吨，人工利用量不到10亿吨。大气中的二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm增加到目前的421ppm以上。显然，二氧化碳排放量已经远远超过了大自然自身平衡的能力，降低化石燃料利用过程中的二氧化碳排放，进而降低大气中的二氧化碳浓度已经成为全球面临的重大问题。

目前，二氧化碳减排技术路径及现状主要有三个方面：一是源头控制的“无碳技术”，大力发展绿色能源和绿色碳汇，但要实现快速发展难度不小；二是过程控制的“减碳技术”，深入开展现有工业和消费过程的节能减排，但潜力有限；三是末端控制的“去碳技术”，捕集封存利用二氧化碳，这一技术成本较高且利用量有限。因此，要实现2030和2060的目标，亟需开发新的低碳排放工业路线。

基于对“双碳”背景下“用碳不排碳”的思考，7月3日，由南开大学产城发展校友会碳中和专委会、碳中和研究院、天津昊达信科技发展有限公司等单位主办，国家级经济开发区绿色发展联盟、天津泰达低碳经济促进中心、天津排放权交易所、天津市滨海新区环境创新研究院、南开大学循环经济与低碳发展研究中心、天津市环境保护产业协会、天津市企业家协会、天津全球成长型企业协会、天津市中小企业经济发展协会、山东大学、新金融传媒等多家机构支持的“海河零碳论坛·周末系列沙龙”第五期如约通过新金融传媒视频号及腾讯会议进行了线上直播。

本期沙龙以“用碳不排碳”为主题，邀请了一直以来，在高校从事化学工艺及产品研究与开发的山东大学朱维群教授，从二氧化碳工业利用新途径等方面讨论新形势下企业如何助力碳中和目标。

当前，我国严重依赖化石能源，化石能源长期在能源系统中占主体地位。2020年我国全年能源消费总量为 49.8亿吨标准煤，其中化石能源消费占比仍近 85%（煤炭、石油和天然气消费量分别占能源消费总量的 56.8%、18.9% 和 8.4%）。

但传统能源利用方式有两大缺点：首先是化石燃料中的化学能必需先转变成热能、再转变成机械能、最后转化为电能，受卡诺循环及材料的限制，在机端所获得的能量效率只有33%—35%；其次，传统能源利用方式给人类生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声污染。

在碳达峰、碳中和的背景下，我国正在不遗余力地缩小传统化石能源产业的路径依赖，探寻具有比较优势发展新能源的路径。要实现碳中和目标的技术途径有两种，一是不用碳；二是“用碳不排碳”。在朱维群教授看来，在第一种技术途径中，可以通过开发不同碳的绿色能源系统，代替现有化石能源工业经济体系，而第二种技术途径则需要开发“用碳（化石能源碳氢化合物）不排碳（二氧化碳）”的创新路线，进行化石能源利用科技的创新。

但目前，世界上还没有一条比较理想的二氧化碳化学固定利用方法，许多以二氧化碳为原料做成的产品其过程可能并不是一个二氧化碳减排的过程。也就是说，二氧化碳的固定利用还是一个世界难题。

实现碳中和是全球一个创新的目标，没有现成的技术路线。除了大力发展绿色能源和绿色碳汇，以及减少化石能源使用量外，还应该开发二氧化碳工业固定利用新途径，从而降低绿色能源的发展压力。从概念、理论、研发、工程、应用、政策、经济等多方面规范实现碳中和的表述，建立实现碳中和目标的战略科技路线。

“二氧化碳主要是由化石能源利用过程中排放的，化石能源是一类含有能量的物质，因此，可以将化石能源的能量和物质成分同时高效利用，也就是直接以二氧化碳为原料做产品，这样源头减排二氧化碳，提高化石能源的能源利用效率和碳利用效率，实现利用化石能源碳氢化合物而不排放二氧化碳。”据朱维群介绍，他们团队提出了源头减排二氧化碳的方法，也就是将化石燃料在能源利用过程中所产生的二氧化碳直接转化为二氧化碳固定量最高、生成热较大、过程能耗少的稳定固体产物——1，3，5-均三嗪三醇（简称三嗪醇，C3H3N3O3），过程中释放的能量和剩余氢作为清洁能源利用，实现化石燃料能量和物质成分的同时高效利用，从而形成二氧化碳工业固定利用的能源路线。

“全球化石能源中煤炭占30%，石油和天然气占70%。从理论上说，采用我们提出的二氧化碳工业固定利用新路线，可以使全球二氧化碳排放量大为降低，大大降低了全球绿色能源的发展压力，可帮助全球碳中和目标尽快实现。”朱维群说。

关于海河零碳论坛

2022年春季“海河零碳论坛”由南开大学产城发展校友会碳中和专委会碳中和研究院等单位主办，国家级经济开发区绿色发展联盟、天津泰达低碳经济促进中心、天津排放权交易所、天津市滨海新区环境创新研究院、南开大学循环经济与低碳发展研究中心、天津市环境保护产业协会、天津市企业家协会、天津全球成长型企业协会、天津市中小企业经济发展协会、山东大学、新金融传媒等多家机构支持。

2022年春季“海河零碳论坛”致力于构建多元、开放的交流与合作平台。论坛以主旨演讲、行业聚焦、成果展示、深度分享等形式全面展示双碳战略目标下的实践成果，探寻“双碳”背景下经济转型和产业创新路径，打造“双碳”全产业链共生赋能平台，助力经济转型升级和可持续发展，共创绿色零碳未来。“海河零碳论坛”计划每年春季和秋季举办两次线下和线上结合的论坛，同时每周的周末都会安排固定时间举办线上沙龙交流活动。全力打造一个碳达峰碳中和的国际国内交流平台。

7月10日上午9：30，“海河零碳论坛·周末系列沙龙”主题为《双碳下的碳金融、碳市场解读》，敬请持续关注！

撰文 宁广靖
责编 王雅菡

检校 刘姝乐