二氧化碳回收再利用或突破,炭材料或是下一个风口

二氧化碳的高排放量造成环境污染基本已经形成共识,随即而来的碳达峰碳中和作是我国向世界做出的庄严承诺,目前国外虽然政策反复,但是我们国家的国策是不允许朝令夕改的。在这样的情况下,二氧化碳是否就真如猛虎,一降了之呢?

针对降低排放量大众认为只有新能源一条道,包括能量获取,包括百姓使用等方方面面都体现了一个思路,既然降碳那么就应该不适用,把碳杜绝就完事了,可是事实上碳是不能光新能源就能克服的。我国有刚性的新材料和传统材料的需求,碳充当着化工领域的主要还原剂,大量的钢铁需要碳,大量的水泥,大量的石油化工材料都需要大量的碳,与其他还原剂和燃烧剂相比,碳有着大量的优势。无毒无害可循环的碳天然的优势使得无法找到相应的替代,导致了以后纵使多么降碳,但刚性碳排放依然不会少,那么是不是就没有办法了呢?

碳其实是地球生物祖先留给后来生物的巨大财产,没有碳就没有生命。我们大量的碳其实是可以重新利用的,目前已经在新的科技成果爆发的前夜。

一、二氧化碳制淀粉技术

近日国际顶级学术期刊《科学》上发表了一篇来自中国的论文,该论文指出来自中国科学院天津工业生物技术研究所的科研人员已经成功利用二氧化碳合成淀粉,简而言之就是人工合成淀粉问世了。这是继我国在上世纪60年代成功实现人工合成结晶牛胰岛素之后,在人工合成方面又取得的一项重大突破。

二、一氧化碳生物发酵蛋白质

中国农业科学院饲料研究所10月30日宣布,我国在一碳生物合成领域取得重大突破性进展:全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成,并已形成万吨级工业产能。这一举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制,为弥补我国农业最大短板——饲用蛋白对外依存度过高提供了国之利器,同时对促进国家“双碳”目标实现深具意义。

三、二氧化碳加氢催化制烯烃

四、二氧化碳加氢制汽油

2022年3月4日,由中国科学院大连化学物理研究所和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置,近日在山东邹城工业园区开车成功,生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。

二氧化碳作为原料的下游工业需要较高的碳排放作为解决环境问题的着手方向,而随着我国新能源比例的逐渐升高,那么二氧化碳为原料的下游工业会天然的向刚性碳排放地区聚集,方便获取原材料。唐山作为我国钢铁能源存量最大,规划七大石油化工产业基地之一,有着大量的刚性存量碳排放。这部分碳排放很难用新能源来替代,但是随着技术的突破发展,环境要求的逐步严格,碳原料产业势必向唐山等国家原材料基地聚集。

那么二氧化碳目前的方向有向食用碳(解决粮食问题)、燃料碳(燃油方向)、化工用碳(解决原材料问题)笔者认为还有几个比较空白的用碳方向:

一、土壤存碳技术

传统的生物固碳认为将碳固定在树木之中就完成了固碳目标,但数百米厚的煤层告诉我们,深厚的土壤才是固定碳的最终目标。我们开发的土壤厚度不断变薄就说明土壤当中存的碳都被使用了,最终流入到社会当中燃烧变成了二氧化碳。而土壤固碳技术和材料的发展也有利于改良土壤,有利于沙漠变绿洲。为子孙后代留下更多的可能性。

二、海洋存碳技术

海洋存碳可以做大海洋资源,改善近海海底荒漠化趋势,海水净化,等诸多优点。我们地球的海远比陆地大得多,如果海洋生物炭技术获得发展,那么我们将不有更大的腾挪空间,

三、二氧化碳变单质碳材料技术

对于纯度高,要求高的高性能碳单质材料制备的技术进行研究,如石墨烯、碳纤维,碳化硅,碳芯片等,当然笔者因为水平有限对相关前沿行业不太清楚不能胡下论断。

总之关于二氧化碳的现在的刚性存量目前是一个劣势,但是这个劣势可以在技术突破后的明天变成优势。在下一轮的碳材料革命当中抓得先机,唐山可以提前与北京的科技资源提前设立碳材料研究院,变废为宝,换道超车。

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