二氧化碳的“轮回”

    温室气体的减排及资源化利用已成为国际能源技术领域研发的热点。借助化工技术对二氧化碳进行利用，不仅能削减它对环境的危害，还能制备出化工材料和产品，产生经济和生态效益，这是二氧化碳再生利用的“轮回”之路。

捕获和收集

    近些年，全世界每年向大气中排放的二氧化碳总量已近300亿吨，其中约20亿吨被海洋所吸收，陆地生态系统吸收7亿吨左右，人工利用量不足10亿吨。显然，二氧化碳排放量已经远远超过了大自然自身平衡的能力，减少二氧化碳的排放进而降低其在大气中的浓度，已成为各国共同面对的重大挑战。亡羊补牢，人类已经清醒认识到并开始采取措施对二氧化碳进行捕集、利用或封存。

    碳捕集就是捕获和收集化石燃料燃烧产生的二氧化碳，根据捕集二氧化碳的工序不同，可以分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和氧化燃烧。

    其中燃烧后捕集技术相对成熟，主要用于燃烧锅炉和汽轮机发电等场合，可将二氧化碳从一次燃料在空气中燃烧后产生的烟道气中分离出来，其缺点是成本高、能耗高、占地大。

    燃烧前捕集，就是让氧气或空气在一定条件下汽化或重组燃料，让氧气与碳元素结合生成二氧化碳，让生成的氢气作为提供能量的物质，适合二氧化碳排放强度较低的场合，能耗和技术要求不高。氧化燃烧法是指为燃烧过程提供充足的氧气，让碳与氧充分反应生成二氧化碳，但其能耗和成本高，有待改进。

    这三种方法分离出的二氧化碳经过吸收和压缩，方便之后的储存或利用。碳储存主要有两个途径，即地下储存和深海储存。由于储存技术目前还有很高的成本和环境风险，应用受到不少限制。

“废气”变资源

    二氧化碳给人留下的印象多是“废气”“温室气体”等反面角色，唯恐避之不及。其实，二氧化碳在冶金、石油、化工、电子、食品、医疗、消防等领域都有极其广泛的用途。二氧化碳的资源化利用技术有烟丝膨化、化肥生产、化工原料、饮料添加剂、食品保鲜和储存、灭火器、合成可降解塑料、改善盐碱水质、培育海藻、油田驱油等。

    其中，二氧化碳的化学利用，是将其转化为大宗基础化学品，有机燃料，高分子材料等。目前，已经有实现工业化的二氧化碳化学利用项目，如合成尿素，水杨酸，有机碳酸酯，无机碳酸盐等。

    另外，利用二氧化碳作为碳源，通过加氢还原合成甲烷、甲醇、二甲醚、甲酸和低碳烷烃等气体或者液体燃料，实现碳利用的良性循环，可以减少对化石燃料的依赖，有助于自然界的碳平衡，具有十分重要的经济价值。此外，利用二氧化碳合成有机碳酸酯，可广泛用于锂离子电池的电解液，还可用作汽油或柴油添加剂等；合成氨基甲酸盐和异氰酸酯，是农药、医药以及合成树脂等的重要中间体；还可合成羧酸酯，水杨酸等。

化解“白色污染”

    二氧化碳合成全降解塑料是世界关注的热门技术，其作为环保产品和高科技产品属完全生物降解塑料类，可在自然环境中完全降解。

    这种塑料可以在很多领域替代传统塑料，用于一次性包装、保鲜、一次性医用材料，以及餐具、地膜等方面。目前市场上的塑料制品大多以石油为原料制成，且使用后不易降解，污染环境。运用该技术生产1吨塑料消耗0.4～0.5吨左右的二氧化碳，可部分代替石油，直接生产全降解塑料制品，不仅减少二氧化碳的排放，节约石油资源，而且能从根本上解决塑料所造成的“白色污染”危害，是一种典型的循环经济模式。因此，无论从环境保护，还是从资源再生利用角度看，二氧化碳降解塑料的生产和应用，都是值得称道的。

    碳捕获、封存或利用是应对全球气候变化的关键技术之一。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，将二氧化碳资源化，产生经济效益，循环再利用，是今后技术创新和发展的基本趋势。