碳捕集与封存，将二氧化碳转化为有价值产品的五种方法

文章来源:快资讯碳交易网2020-03-10 08:23

避免燃烧化石燃料要比清除排放到地球大气中的二氧化碳要容易得多。但是，世界已不再拥有选择的余地 – 避免全球供暖的最严重影响，必须大幅度减少排放量并迅速去除和储存二氧化碳。

如果可以将其转化为有用的东西，而不是丢弃所有的二氧化碳怎么样？当前，对于排放二氧化碳的行业几乎没有经济上的诱因，更不用说将其直接从大气中吸收了。识别有价值的产品及其制造方法可能会启动工业规模的二氧化碳去除，并有助于降低二氧化碳的排放。下面会讲一下这些过程和产品可能是什么。

我们考虑了使用从工业排放物中捕获的二氧化碳的过程，以及可以直接从空气中吸收二氧化碳的生物过程。我们预计，到2050年，每年将可使用10至100亿吨的二氧化碳，每吨二氧化碳的成本低于100美元（700人民币）。目前，人类每年会排放370亿吨的二氧化碳，我们需要在2050年左右将对环境的影响降低到净零。一些估计表明，这可能意味着从2050年开始每年去除约100亿吨的二氧化碳。这些使用二氧化碳的想法（如果实施得当的话）可能在更加经济可行时发挥作用。

使用二氧化碳的一些想法可能不会成功。但是如果有了正确的投资和激励措施，其他公司可能会从优势研究项目转变为可靠的工业生产，从小型企业的转向整个行业的。下面是一个人的污染物可能成为另一个人的产品的几种选择。

1.建造建筑物

有几种方法可以用二氧化碳制成的材料建造建筑物。第一个很明显：使用木材。种植可持续采伐的用于建筑的树木意味着从大气中吸收二氧化碳并将其转化为有价值的商业产品，并以碳的形式储存在长寿命的建筑物中。

人工林

它还减少了对水泥的需求，水泥生产排放的二氧化碳占全球温室气体排放量的10-15％。交叉层压木材或乙酰化木材等新技术使这种替代变得更加容易。

第二种方法是在混凝土制造过程中，通过水泥固化或在制造其他成分（例如集料）中使用并存储二氧化碳。

2.制造塑料制品

二氧化碳可用于聚合物中，以制造用于汽车和建筑物的耐用塑料。大约60％的塑料用于包装以外的领域。由二氧化碳制成的塑料可以替代这些领域中由化石燃料制成的塑料产品，尤其是因为它们不需要有毒或肮脏的成分（例如光气或环氧化物），并且制造成本比基于化石燃料的材料便宜。因为二氧化碳分子是聚合物主链的稳定部分，所以它可以在这些材料中保存的时间最长。大图模式

二氧化碳基生物降解塑料（PPC）

3.制造燃料或肥料

二氧化碳可用作许多化学过程的原料，具有数百种潜在的最终产品，包括碳氢化合物燃料和尿素肥料。

由二氧化碳制成的燃料可以以甲醇形式存在，也可以以更复杂的产品形式存在，例如所谓的合成燃料（synfuels）。这些燃料通常可以使用管道和油轮等现有基础设施进行混合和运输。而且，尽管目前二氧化碳燃料的制造成本很高，但将来它们在航空或长途运输中可能会很有价值，这些比火车和汽车更难脱碳，因为它们需要具有更高能量密度的燃料。

生物燃料

如果二氧化碳产品是燃料或肥料，则一旦使用，二氧化碳最终会回到大气中。尽管碳的两种用途比一种更好，但是如果碳原子最初来自化石燃料，则不是长期的解决方案。为了保持气候中立，必须从空气中获取二氧化碳原料-因此，二氧化碳是从大气中提取出来的，制成燃料，然后再排放回大气中。当前这是昂贵的并且在技术上具有挑战性。至关重要的是，此过程所需的能源也需要可再生。

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4.提高农作物产量

越来越多的证据表明，增加土壤中的碳含量也可以增加农作物的产量。这是已经发生的一种自然的二氧化碳利用形式，科学家和农民可以伸出援手。一种特别有前途的方法是使用生物炭－植物材料，该材料已通过称为热解的过程转化为稳定形式的有机碳。埋在土壤中的生物炭可以长期储存碳并增加农作物的产量。

补充和保持土壤中碳的一般好处已得到公认，但使用土壤作为碳存储极具挑战性，因为它很容易受到干扰。

5.提取更多的石油

这看起来违反直觉，既可以生产石油又可以存储二氧化碳。这是因为将二氧化碳注入油井会增加可采油量，即所谓的“二氧化碳强化采油”。

实际上，有可能对油井进行操作，以使注入的二氧化碳比生产油和燃烧过程中排放的二氧化碳多。但是，需要采取政策上的改变来激励这一点，否则石油公司就不会这样做。这是一个临时解决方案。在一个已经完全脱碳的世界中，对化石石油的需求应该接近于零。

尽管如此，这可能是刺激急需的二氧化碳捕集需求的短期方法，因为排放者可以将其废弃的二氧化碳出售给石油生产商。

所有这些使用二氧化碳的选择都有潜力，但要使其成为现实，需要对可能的意料之外的后果有清楚的了解。许多可能是失败，因此仅依靠其中任何一个都是不明智的，而是广泛地下注。