碳捕集与利用
碳捕集与利用（英语：Carbon Capture and Utilization，简称CCU）是捕集二氧化碳以供进一步使用的过程[1]。碳捕集与利用可以应对全球挑战，即显著减少主要固定工业排放者的温室气体排放[2]。CCU不同于碳捕集与封存（CCS），因为CCU既不旨在也不导致二氧化碳的永久地质储存。相反，CCU旨在将捕集的二氧化碳转化为更有价值的物质或产品；例如塑料、混凝土或生物燃料等；同时保持生产过程的碳中和。捕集的二氧化碳可以转化为多种产品：一类是醇类（例如甲醇），可用作生物燃料和其他替代能源和可再生能源，或用于各种化学合成的反应物[3]。尽管CCU不会对大气产生净碳正效应，但有几个重要的考虑因素需要考虑。因为二氧化碳是一种热力学稳定的碳制造产品，它是能源密集型产品[4]。在投资CCU之前，还应考虑用于制造产品的其他原材料的可用性。考虑到捕集与利用的不同潜在选择，研究表明，涉及化学品、燃料和微藻类的方法去除二氧化碳的潜力有限，而涉及建筑材料和农业用途的方法可能更有效[5]。CCU的盈利能力部分取决于释放到大气中的二氧化碳的碳定价。
碳源
编辑二氧化碳通常是从发电厂、炼钢厂、石化厂等重工业的固定点来源捕获的[6]。从这些废气流中捕获的二氧化碳本身的浓度各不相同。典型的燃煤电厂的烟道气废气流中含有10-12%的二氧化碳浓度[7]。一家生物燃料精炼厂生产高纯度99%的二氧化碳，其中含有少量水和乙醇等杂质[7]。分离过程本身可以通过吸收、吸附或膜等分离过程进行[8]。CCU过程中另一个可能的捕集来源涉及种植园的使用。这个想法源于基林曲线的观察，即大气中的二氧化碳水平每年变化约5ppm，这是由于植被的季节性变化和南北半球陆地面积的差异所致[9][10]。然而，当植物死亡时，植物吸收的二氧化碳将返回到大气中。因此，鉴于其快速生长和高碳捕集率，建议种植具有C4光合作用的作物，然后处理生物质以用于永久储存在土壤中的生物炭等应用[11]。
技术与应用实例
编辑二氧化碳电解
编辑碳中和燃料
编辑甲醇燃料
编辑化学合成
编辑环境影响
编辑相关条目
编辑参考文献
编辑- ^ Cuéllar-Franca, Rosa M.; Azapagic, Adisa. Carbon capture, storage and utilisation technologies: A critical analysis and comparison of their life cycle environmental impacts. Journal of CO2 Utilization. March 2015, 9: 82–102. doi:10.1016/j.jcou.2014.12.001
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- ^ X, the moonshot factory, We Solve for X: Mike Cheiky on negative carbon liquid fuels, [2018-12-08], （原始内容存档于2023-04-06）
延伸阅读
编辑- Introduction to Carbon Capture and Sequestration. The Berkeley Lectures on Energy 1. 2014. ISBN 978-1-78326-327-1. doi:10.1142/p911.
- Novel carbon capture and utilisation technologies: Research and climate aspects Berlin: SAPEA. Science Advice for Policy by European Academies (报告). 2018. doi:10.26356/CARBONCAPTURE.
- New route to carbon-neutral fuels from carbon dioxide discovered by Stanford-DTU team （页面存档备份，存于互联网档案馆）