2012节能人物盘点：提倡“碳利用”的谢和平院士

二氧化碳减排应从利用着手

二氧化碳减排近年来一直是国际关注的焦点，美国提出CCS（碳捕获与封存）技术，被认为是解决二氧化碳排放的有效途径之一。谢和平认为，如果能实现二氧化碳的高效利用，将能更好地推动二氧化碳减排。他表示，随着二氧化碳矿化技术和矿物活化技术的发展，以及新的矿化路径的提出，基于二氧化碳矿化利用的CCU技术可能成为减排二氧化碳的有效办法，并实现大规模的工业应用。

我国是世界上主要的能源消费国，也是主要的煤炭消费国，二氧化碳排放巨大。CCS对二氧化碳的捕获与封存是一种纯投入的环保技术，不能带来直接经济效益，持续性受到影响。所以越来越多的人开始思考是否能在捕获二氧化碳后，对其进行有效利用。

谢和平认为，CCU技术是我国在二氧化碳大规模利用技术研究上取得的创新和突破，它避开了二氧化碳地质封存的各种风险和不确定性，不仅适合我国国情，也是实际可行的大规模减排并开发利用二氧化碳的有效办法。

谢和平说，天然矿物或工业废料中蕴含着丰富的镁、钾、硫、钛等人类所需的资源，若能通过二氧化碳矿化分离出这些资源，不失为一条两全其美的利用二氧化碳的有效途径。

谢和平表示，对于我国CCU技术的发展需要制定合理的发展计划，分阶段实施。第一阶段的重点是搭建国家产学研科技示范平台，对主要的大规模二氧化碳矿化技术路线进行规模化实验；同时对我国氯化镁和石膏等二氧化碳矿化资源的分布、数量、品质等情况进行调查，掌握矿化资源的种类、品质以及地域分布特点。第二阶段主要是组织跨产业部门的技术集成与工业化CCU技术试验与示范工程。第三阶段可以全面实施工业化二氧化碳矿化CCU路线，打造CCU产业链。

谢和平说，尽管CCU是我国乃至全球二氧化碳减排发展的方向和重点，但目前还有很多关键技术难题，我们正在探索工业二氧化碳烟气直接矿化利用的新技术和新方法，即由CCU直接为CU，从而更好地实现将二氧化碳作为资源高效转化利用并大规模工业化应用。

二氧化碳可变肥料

为减缓气候变暖，把“罪魁祸首”CO2注入超过1000米深的永久封存地层，是国际上“去碳技术”的主要途径。

谢和平带领的一支研究团队已探索形成可行的技术方法，包括氯化镁矿化CO2联产盐酸和碳酸镁、固废磷石膏矿化CO2联产硫基复合肥等技术。在实现CO2减排的同时，还能生产出高附加值产品。据介绍，目前该校已在固废磷石膏矿化CO2技术上与中石化合作，开始投产。

“谁掌握低碳核心技术，谁就有发展主动权”

发展低碳经济已成为应对全球气候变化难题的重要战略选择，向低碳和绿色转型更是可持续发展框架下世界未来发展的根本方向。作为世界经济和能源大国，中国如何推进低碳经济，实现发展方式的转变，成为世界瞩目的焦点。

所谓低碳技术，广义说是指所有能降低人类活动碳排放的技术。这些技术可分为两大领域：无碳或减碳技术，捕存和利用二氧化碳的技术。其中，无碳或减碳技术包括三个方面：一是绿色能源技术——水能、风能、生物质能、太阳能、潮汐能、地热能、核能等，二是传统化石能源节能减排技术——煤、石油、天然气开采及高效、清洁、综合使用，三是其他行业过程节能减排技术——制造业节能、建筑节能和交通节能；碳捕存和利用技术的核心是CCUS技术(Car-bon Capture&Storage)，即二氧化碳的捕集、储存和利用技术。

首先是源头控制的“无碳技术”，即大力开发以无碳排放为根本特征的清洁能源技术。这主要包括风力发电技术、太阳能发电技术、水力发电技术、地热供暖与发电技术、生物质燃料技术、核能技术等，其最终理想是实现对化石能源的彻底取代。因为，化石燃料燃烧是主要的碳排放源，经由这一渠道每年进入大气的碳排放量约为80亿吨。

其次是过程控制的“减碳技术”，是指实现生产消费使用过程的低碳，达到高效能、低排放。集中体现在节能减排技术方面。排在二氧化碳排放量前5位的工业行业(电力、热力的生产和供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，黑色金属冶炼及压延加工业，非金属矿物制品业，化学原料及化学制品制造业)占工业二氧化碳排放的比重已超过80%。因此，这5大行业应该作为发展和应用减排技术的重点领域。另外，在建筑行业，通过构建绿色建筑技术体系、推进可再生能源与资源建筑应用、集成创新建筑节能技术等可减少电能和燃料的使用。

其三是实现末端控制的“去碳技术”，特指捕获、封存和积极利用排放的碳元素，即开发以降低大气中碳含量为根本特征的二氧化碳的捕集、封存及利用技术，最为理想状况是实现碳的零排放。主要包括碳回收与储藏技术，二氧化碳聚合利用等技术。根据联合国政府间气候变化委员会的调查，该技术的应用能够将全球二氧化碳的排放量减少20%至40%，将对气候变化产生积极影响。

高耗能、高排放行业总体可划分为三大领域。一是电力行业领域，目前我国每发一度电要排放二氧化碳0.8－0.9公斤，如果每度电的耗煤量降低1克，全国每年就可减排二氧化碳750万吨。因此，应集中精力加快技术改造，推进火电减排，实施“绿色煤电”计划。这将主要依靠开发煤清洁转化高效利用技术和提高燃煤发电效率实现，其中提高燃煤发电效率能实现15%的减排。目前具有发展前途的高效、洁净的煤发电技术，主要涉及整体煤气化联合循环(IGCC)、循环流化床燃烧(CFBC)等技术。