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舌尖上的CCUS

科普小分隊

Part.

1

“政策

2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上宣布，中國力爭 2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取 2060年前實現碳中和目標。

2021年5月26日，碳達峰碳中和工作領導小組第一次全體會議在北京召開。

2021年10月24日，中共中央、國務院印發的《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》發布。作為碳達峰碳中和“1+N”政策體系中的“1”，意見為碳達峰碳中和這項重大工作進行系統謀劃、總體部署 。

2021年10月，《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》以及《2030年前碳達峰行動方案》，這兩個重要文件的相繼出臺，共同構建了中國碳達峰、碳中和“1+N”政策體系的頂層設計，而重點領域和行業的配套政策也將圍繞以上意見及方案陸續出臺。

2022年8月，科技部、國家發展改革委、工業和信息化部等9部門印發《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》（以下簡稱《實施方案》），統籌提出支撐2030年前實現碳達峰目標的科技創新行動和保障舉措，并為2060年前實現碳中和目標做好技術研發儲備。

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2

“生活中的

二氧化碳

二氧化碳

二氧化碳（carbon dioxide），一種碳氧化合物，化學式為CO2，化學式量為44.0095 ，常溫常壓下是一種無色無味或無色無臭而其水溶液略有酸味的氣體，也是一種常見的溫室氣體 ，還是空氣的組分之一（占大氣總體積的0.03%-0.04% ）。

在物理性質方面，二氧化碳的熔點為-56.6℃（527kPa），沸點為-78.5℃，密度比空氣密度大（標準條件下），溶于水。

在化學性質方面，二氧化碳的化學性質不活潑，熱穩定性很高（2000℃時僅有1.8%分解），不能燃燒，通常也不支持燃燒，屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因與水反應生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。

二氧化碳一般可由高溫煅燒石灰石或由石灰石和稀鹽酸反應制得，主要應用于冷藏易腐敗的食品（固態）、作致冷劑（液態）、制造碳化軟飲料（氣態）和作均相反應的溶劑（超臨界狀態）等。關于其毒性，研究表明：低濃度的二氧化碳沒有毒性，高濃度的二氧化碳則會使動物中毒。

干冰

干冰即固態二氧化碳，常溫高壓條件下氣態變液態，再通過低壓條件強制冷卻為干冰。目前干冰清洗技術的運用已較為廣泛。

干冰清洗優勢很大，尤其是干凈環保、對機器造成的損傷也很小。

淀粉

淀粉是高分子碳水化合物，是由單一類型的糖單元組成的多糖。淀粉的基本構成單位為α-D-吡喃葡萄糖，葡萄糖脫去水分子后經由糖苷鍵連接在一起所形成的共價聚合物就是淀粉分子。

通過上圖的過程，將CO2與H等物質發生一系列的化學反應，最終人工合成淀粉。但這一突破性技術目前還處于實驗室階段，離大規模商業化還有很長的距離隨著二氧化碳人工合成淀粉技術不斷發展成熟，未來有望徹底轉變淀粉的生產模式，讓碳水化合物的生產場所從傳統農作物等“制造工廠”轉移到真正的工業車間，進一步幫助解決糧食安全、氣候變化等問題。

可燃冰

天然氣水合物即可燃冰，是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質，因其外觀像冰，遇火即燃，因此被稱為“可燃冰”。在國民經濟發展以及人們日常生活中，能源礦石資源占有十分重要地位。預計到二十一世紀后期，世界上石油、天然氣等常規油氣資源將會耗盡，人類將會面臨著能源枯竭的危險。鑒于此，各國研究人員正致力于尋找新型的可替代能源。天然氣水合物（natural gas hydrate,NGH）因具有儲量大、分布廣、能量密度高等優點，被認為是化石資源最好的替代選擇。

根據天然氣水合物開采技術中的置換法，該方法是向水合物層注入CO2或者其他比甲烷更容易形成水合物的氣體，將水合物中的甲烷置換出來的方法。其優點是置換時大量的熱量會釋放出來，可提供為甲烷水合物分解所需的熱量，同時原來的水合物并沒有分解，即原來地層的孔隙仍然為水合物所填充，這樣地層的物理和力學性質、及地層的穩定性等基本保持不變，從而實現天然氣水合物開采、二氧化碳封存的共同目標。

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“結語

科技部國家發改委等9部門在去年印發科技支撐碳達峰碳綜合實施方案強調葡萄糖化學式，聚焦碳普及利用與封存技術的全生命周期能效提升和成本降低，著眼長遠，加大CCUS與清潔能源融合的工程技術研發，開展礦化封存，陸上和海洋地質封存技術研究，力爭到2025年實現單位二氧化碳捕集葡萄糖化學式，能耗比2020年下降20%，到2030年下降30%，實現捕集成本大幅下降。實施方案還提到到2030年建成50個不同類型重點低碳零碳技術應用示范工程，形成一批先進技術和標準引領的節能降碳技術綜合解決方案。比如我國最先提出并主導的巖溶碳匯的固碳方式，通過碳酸巖的溶蝕過程，可以吸收消耗大氣或土壤中的二氧化碳，守住生物固碳基本盤，突破物理固碳技術難，想必在我國碳匯技術和項目百花齊放的時候，就是實現雙碳目標的偉大時刻。