二氧化碳主要利用技术简介

1、碳捕获利用与封存CCUS 技术简介CCUS(Carbon Capture，Utilization and Storage)

碳捕获、利用与封存技术是 CCS 技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。

二氧化碳利用(CO2 Utilization)是“CCUS 技术全集”的一个“新兴子集”是指生产性利用人为产生的 CO2，以制造建筑材料、合成燃料或化学品等增值产品。如何合理选择CO2转化利用路径来实现CO2完全转化并产生相当经济收益，是 CCUS 技术成功实施、达成双碳目标的关键。

直接利用---饮料、食品、烟丝、焊接、萃取、致冷；

还原利用---加氢、焦炭、天然气重整、电光

还原固碳利用--生物、化学固碳

化工利用---无机、有机化工产品

催化合成---醇、酸、烃、甲酰胺类、环内脂、高分子

2、二氧化碳的主要利用技术

（1） CO2传统利用在CO2传统利用领域内，碳封存是对CO2的长期清除或储存，捕获的CO2被封存在地下的储油层、盐层或非开采煤层。当前许多运营的CCUS项目都将CO2注入油井来驱油（EOR），是大批量消纳CO2以及碳储存货币化的主要途径之一。一方面，该技术投资成本较高，若要实现可观商业价值需要较高市场油价作为经济支撑；另一方面，在当前碳中和背景下，化石燃料渐行渐远的趋势会进一步限制CO2-EOR技术的大规模发展。

（2） 高纯CO2：高纯二氧化碳是无色、无味、窒息性气体。二氧化碳用于核磁共振、干冰、青霉素制造，鱼类、奶油、奶酪、冰糕等的保存，低温输送、灭火剂，冷却剂；液体二氧化碳用于冷却剂、焊接、铸造工业、清凉饮料、灭火剂、碳酸盐类的制造、杀虫剂、氧化防止剂、植物生长促进剂、发酵工业、药品(局部麻醉)、制糖工业、胶及动物胶制造等。

在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀积，蔬菜保鲜，某些反应的惰性介质，石墨反应器的热载体，输送易燃液体的压入气体，标准气，校正气，在线仪表标准气，特种混合气。

（3） CO2矿化利用：矿化利用是指将CO2与固废钙镁质成分发生碳酸化反应生成CaCO3或MgCO3，可实现大批量CO2被永久稳定固化在建筑材料中，由于其有益的热力学和永久隔离二氧化碳的能力，可用于环保行业固碳减污协同处置，实现CO2利用与环保产业协同发展。在矿化应用领域，针对煤化工行业大宗固废及其CO2烟气特点，目前市场上已经开发出煤化工行业大宗固废协同矿化二氧化碳制备全固废负碳建材的大规模工业化工艺路线与成套装备，形成了全流程整体解决方案，并联合国内大型煤化工企业已建成国内煤化工领域首个万吨级CO2矿化制备全固废负碳建材生产线并成功试运行，实现了节能、利废、负碳的协调统一。CO2矿化利用等中低层技术路径产出的绿色建材产品既有一定的附加值，又可以实现CO2的大规模利用。其技术成熟度和产品需求量高并且实现了大批量固废的协同处理，已占据CO2转化利用市场的半壁江山。是当前煤化工、电力、钢铁等高碳排放产业的碳减排及零排长期发展的一种行之有效的解决途径。

（4）  CO2化学与生物转化：CO2化学转化应用领域广泛，可将CO2纳入工业体系与生物质材料、煤、石油和天然气共同作为五大工业基础原材料，用于生产多种有机或无机化工产品，构建全新CO2循环经济产业链。已有国内外相关企业借助CO2催化加氢等技术生产甲醇、烯烃等基础化工产品，并衍生出各种中间体产品及万余种终端产品。CO2的化学转化利用路径有效推动了CO2高附加值利用和化工行业绿色低碳负碳化进程，但由于能耗高、催化效率低、制造成本高（制氢、制催化剂）等技术瓶颈也进一步限制了该技术的大规模产业化推广。在地球整体碳循环过程中，利用生物固定并转化CO2是一种回归自然的利用方式。其中，利用微藻固定CO2技术极具开发和应用潜力，微藻固碳能力及通过光合作用合成生物燃料速度远高于传统作物。但生物转化技术往往固碳能力有限且受制于生物自身较多不稳定因素，实现CO2大规模转化利用仍有较大难度。

（5） CO2合成碳纳米材料

CO2转化合成高附加值的碳基新材料（碳纳米管、碳纤维、金刚石、石墨烯等）是一项全新的CO2利基应用，其市场价值很高但规模较小且竞争激烈。目前，国内外相关研究团队和企业利用电化学法或化学气相沉积法（CVD）将CO2合成碳纳米材料，这也成为煤电行业实现碳中和的有效路径，并提供可持续的经济基础。

（6）CO2降解塑料：二氧化碳降解塑料项目是一种利用二氧化碳作为原料生产可降解塑料的技术，旨在解决“白色污染”问题，并减少温室效应。这种技术通过将二氧化碳转化为可降解塑料，不仅节约了地球资源，还减少了温室效应，具有十分重要的现实意义。二氧化碳降解塑料项目的技术方案通常包括通过催化剂将二氧化碳与环氧乙烷、环氧丙烷等原料进行共聚反应，生成可降解塑料。这种技术具有工艺成熟、产品性能优良、环保无污染等优点。