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【kk体育科技日报】二氧化碳利用技术潜力巨大

  kk体育——习在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

  1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,kk体育与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学院院级科技专项体系包括战略性先导科技专项、重点部署科研专项、科技人才专项、科技合作专项、科技平台专项5类一级专项,实行分类定位、分级管理。

  为方便科研人员全面快捷了解院级科技专项信息并进行项目申报等相关操作,特搭建中国科学院院级科技专项信息管理服务平台。了解科技专项更多内容,→

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、kk体育共同建设,由上海市人民政府主管,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

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  “二氧化碳是‘坏’物质吗?”在4月13日召开的香山科学会议第742次学术讨论会上,科技部中国21世纪议程管理中心(以下简称21世纪中心)研究员黄晶提出一个简单却经常被忽视的问题。

  从自然属性看,二氧化碳作为大气的重要组成部分,并非有毒气体等“坏”气体。二氧化碳是温室气体,没有它的地球平均气温将下降超30摄氏度。那么,除了被捕捉并关起来之外(捕集与封存),二氧化碳还能做什么?

  “到2050年,如果二氧化碳利用技术大规模推广,不仅具有直接减排效应,还能实现可观的二氧化碳替代减排量。”黄晶解释,例如用二氧化碳合成的甲醇1吨能消耗约1.4吨二氧化碳,还能通过以可再生能源替代煤炭实现再减少4吨二氧化碳排放。

  “发展二氧化碳利用关键技术,在规模化消纳二氧化碳的同时,kk体育还能带动交通、化学工业等其他工业过程实现碳减排。”中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员李灿说。

  2007年前后,我国在应对气候变化的相关“国家方案”中均强调了推动碳捕集与封存技术(CCS)与二氧化碳利用技术。国际上也开始重视二氧化碳利用技术,并把利用的“U”与CCS融合为CCUS。

  “在碳中和目标提出前,kk体育大家普遍认为二氧化碳利用技术存在4大缺陷,即封存期短、减排量小、额外耗能、技术经济性不强。”张贤解释,业界对二氧化碳利用技术的减排潜力和贡献存在争议。

  随着技术不断进步,目前的二氧化碳利用能耗、成本、体量均得到了很大幅度的改善,这些为二氧化碳利用技术带来转机。

  “规模化生产开始落地,成本、能耗等普遍降低,项目规模也开始迈向万吨级。”李灿说,越来越多团队在催化剂等基础研究方面取得突破,制备纯度大幅提高,有的甚至达到99%。来自国内外的大量实践表明,曾经困扰二氧化碳利用技术落地的缺陷已经得到逐步解决。

  “与此同时,碳中和目标提出后,我国确立了尽快由能耗双控向碳排放双控转变的政策,也让这类技术展现出巨大潜力。”张贤说,作为化学储能的重要方式,二氧化碳利用为未来能源体系近零排放提供了条件,将逐步发展为“刚需”或相对便宜的技术,随着碳市场的发展还有盈利可能。

  与会专家认为,发展二氧化碳利用技术在实现减排温室气体的同时,还可以抵消碳捕集过程的高昂成本、保障能源安全、促进低碳新业态孵化。

  有报告显示,到2050年,仅利用二氧化碳制备合成气和甲醇的产量就可能分别达到4000万吨左右。数据显示,截至2023年2月,我国已经投运和规划中的二氧化碳利用技术示范项目为57个,将二氧化碳高效转化为有价值的化工和生物产品的项目数量约为40%。

  “当前部分二氧化碳利用技术成熟度不高,还处于中试及以下水平。”黄晶说,产业化发展与技术成熟度和经济可行性密切相关,当前在混凝土养护、高分子聚合物合成等少数几类产品的工业化生产中,二氧化碳利用技术成本已经能够低于传统工艺,其他产品的研究仍需加强,以实现更高经济可行性。

  “二氧化碳转化利用涉及热力学、动力学方面的一系列难题。”中国科学院化学研究所研究员韩布兴表示,解决二氧化碳转化中的科学难题,推动相关产业发展是一项长期课题。与会专家认为,国家层面应加强二氧化碳利用的科技战略布局,抓紧部署该领域的前沿、颠覆性技术,加强技术储备。相信随着二氧化碳利用技术取得重大突破和利用部署,未来的减排和创造工业产值将是“步调一致”的,可有效化解当前阶段“发展”与“减排”的矛盾。

  “二氧化碳是‘坏’物质吗?”在4月13日召开的香山科学会议第742次学术讨论会上,科技部中国21世纪议程管理中心(以下简称21世纪中心)研究员黄晶提出一个简单却经常被忽视的问题。

  从自然属性看,二氧化碳作为大气的重要组成部分,并非有毒气体等“坏”气体。二氧化碳是温室气体,没有它的地球平均气温将下降超30摄氏度。那么,除了被捕捉并关起来之外(捕集与封存),二氧化碳还能做什么?

  “到2050年,如果二氧化碳利用技术大规模推广,不仅具有直接减排效应,还能实现可观的二氧化碳替代减排量。”黄晶解释,例如用二氧化碳合成的甲醇1吨能消耗约1.4吨二氧化碳,还能通过以可再生能源替代煤炭实现再减少4吨二氧化碳排放。

  “发展二氧化碳利用关键技术,在规模化消纳二氧化碳的同时,还能带动交通、化学工业等其他工业过程实现碳减排。”中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员李灿说。

  2007年前后,我国在应对气候变化的相关“国家方案”中均强调了推动碳捕集与封存技术(CCS)与二氧化碳利用技术。国际上也开始重视二氧化碳利用技术,并把利用的“U”与CCS融合为CCUS。

  “在碳中和目标提出前,大家普遍认为二氧化碳利用技术存在4大缺陷,即封存期短、减排量小、额外耗能、技术经济性不强。”张贤解释,业界对二氧化碳利用技术的减排潜力和贡献存在争议。

  随着技术不断进步,目前的二氧化碳利用能耗、成本、体量均得到了很大幅度的改善,这些为二氧化碳利用技术带来转机。

  “规模化生产开始落地,成本、能耗等普遍降低,项目规模也开始迈向万吨级。”李灿说,越来越多团队在催化剂等基础研究方面取得突破,制备纯度大幅提高,有的甚至达到99%。来自国内外的大量实践表明,曾经困扰二氧化碳利用技术落地的缺陷已经得到逐步解决。

  “与此同时,碳中和目标提出后,我国确立了尽快由能耗双控向碳排放双控转变的政策,也让这类技术展现出巨大潜力。”张贤说,作为化学储能的重要方式,二氧化碳利用为未来能源体系近零排放提供了条件,将逐步发展为“刚需”或相对便宜的技术,随着碳市场的发展还有盈利可能。

  与会专家认为,发展二氧化碳利用技术在实现减排温室气体的同时,还可以抵消碳捕集过程的高昂成本、保障能源安全、促进低碳新业态孵化。

  有报告显示,到2050年,仅利用二氧化碳制备合成气和甲醇的产量就可能分别达到4000万吨左右。数据显示,截至2023年2月,我国已经投运和规划中的二氧化碳利用技术示范项目为57个,将二氧化碳高效转化为有价值的化工和生物产品的项目数量约为40%。

  “当前部分二氧化碳利用技术成熟度不高,还处于中试及以下水平。”黄晶说,产业化发展与技术成熟度和经济可行性密切相关,当前在混凝土养护、高分子聚合物合成等少数几类产品的工业化生产中,二氧化碳利用技术成本已经能够低于传统工艺,其他产品的研究仍需加强,以实现更高经济可行性。

  “二氧化碳转化利用涉及热力学、动力学方面的一系列难题。”中国科学院化学研究所研究员韩布兴表示,解决二氧化碳转化中的科学难题,推动相关产业发展是一项长期课题。与会专家认为,国家层面应加强二氧化碳利用的科技战略布局,kk体育抓紧部署该领域的前沿、颠覆性技术,加强技术储备。相信随着二氧化碳利用技术取得重大突破和利用部署,未来的减排和创造工业产值将是“步调一致”的,可有效化解当前阶段“发展”与“减排”的矛盾。