去年我国提出了碳达峰、碳中和目标，未来将广泛深入地开展碳减排行动。伴随着化学化工科技创新与进步，以二氧化碳作为原料生产化工品势必将在我国碳减排行动中发挥关键作用。

我国将深入开展碳达峰行动

　　2019年，全球二氧化碳排放总量达342亿吨，我国排放量达98亿吨，是全球碳排放量最大的国家。而且，在过去十年，我国碳排放量复合增速为2.5%，快于全球平均水平的1.4%。2020年9月22日，我国在联大会上做出了“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的郑重承诺。十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》、今年全国两会通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，都对我国碳达峰和碳中和行动做出了一系列重大部署。4月22日，习近平总书记在“全球领导人气候峰会”上发表的重要讲话，再一次重申“中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。这是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。”并强调，“中国正在制定碳达峰行动计划，广泛深入开展碳达峰行动，支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达峰。

　　从结构上看，我国能源部门（电力和热力部门）的碳排放量最大，约占总排放量的61%；工业部门（包括钢铁、水泥、石油加工、炼焦业与化工制造业）的碳排放量居第二位，约占总排放量的39%。其中，化工行业（石油加工及炼焦业与化学原料和化学制品制造业）的碳排放量不到5亿吨，占总排放量的5%。

二氧化碳资源化对碳减排至关重要

　　二氧化碳的减排，必须首先从源头上做起。与此同时，回收分离、捕获贮存，尤其是二氧化碳资源化利用，也是减少或消除二氧化碳排放，实现碳达峰、碳中和的重要战略举措。事实上，二氧化碳不仅是引起地球温度上升最主要的温室气体，也同样是绿色植物光合作用不可或缺的原料，更可能是未来人类替代石油和天然气的“碳源”重要资源。

　　伴随着化学化工科技创新与进步，特别是催化技术的日新月异，二氧化碳资源化利用已经显示出越来越重要的科技与经济价值。这种价值不仅将贡献全球减少温室气体二氧化碳的排放，更重要的是，其开辟了利用二氧化碳替代化石资源生产无限范围有机化工产品的绿色新途径，为我国实行碳达峰和碳中和的绿色低碳发展做出积极贡献。

“低碳”不是“无碳”

　　芬兰VTT研究机构在一份“碳利用经济”的研究报告中勾画了未来“净零排放经济”时代的整个社会的碳循环场景。主要观点有：未来世界里，巴黎协定目标已实现，全社会基本没有以化石碳为基础的商品和服务。商品中的化石碳已经被可持续碳循环所代替。工业能源供应从化石燃料转为电力和电解氢。而运输依靠电池供电的电动汽车和可持续的碳氢化合物燃料的组合。

　　然而，低碳世界不是无碳世界，因为碳将继续存在。碳对以有机化学品和材料为基础的消费品，以及食品和动物饲料仍至关重要。所需碳不是取自化石资源，而是来自生物质或通过各种废物流中的碳捕获和再利用（CCU）。

　　碳捕获和利用首先考虑的是来源于如水泥和钢铁工业生产点的排放。这些工业电力化改造和脱碳后，碳捕获将转向生物质来源。最后，在特殊情况下如果生产点源不能提供足够的碳，那么将使用直接来自空气的二氧化碳（直接空气捕捉，DAC）。

二氧化碳资源化有十大途径

　　二氧化碳资源化利用，是一种利用二氧化碳生产一种或多种有经济价值的产品的过程。目前主要有十条二氧化碳利用途径。10大途径如下：生产二氧化碳基化工产品，包括聚合物；生产基于二氧化碳的燃料；微藻燃料和其他微藻产品；混凝土建筑材料；二氧化碳强化采油（CO2-EOR）；具有碳捕集和储存功能的生物能源(BECCS)；风化增强作用；林业技术，包括造林、再造林、森林管理和木材产品；通过土壤固碳技术进行土地管理；生物炭。

　　二氧化碳可以有效地转化为一系列化学品，但只有少数技术具有经济可行性和工业化放大的可扩展性。有些已经商业化，如尿素和聚碳酸酯多元醇的生产。有些在技术上是可行的，但没有被广泛采用，例如生产二氧化碳衍生的甲醇。甲醇是许多其他反应途径的平台化学品，也可作为燃料。

　　目前，最大规模的二氧化碳化学利用途径是生产尿素。每年1.40亿吨二氧化碳用于生产2亿吨尿素。对于聚合物的生产，预计到2050年二氧化碳的利用潜力为1000万~5000万吨。在目前的市场结构中，大约60%的塑料应用于包装以外的领域，包括建筑、家居用品、电子产品和汽车的耐用材料。这些产品的寿命是几十年，甚至几百年。

　　从二氧化碳中提取的燃料被认为是脱碳过程中一个有吸引力的选择，因为它们可以在现有的运输基础设施中使用。这类燃料也可能在一些难以脱碳的领域发挥作用，如航空业。因为碳氢化合物的能量密度比现在的电池高几个数量级。

　　在净零排放经济中，碳基能源载体的长期使用依赖于它们的可再生能源生产，以及低成本、可扩展的清洁氢生产，例如通过电解水或新的替代方法。甲醇、甲烷、二甲醚和费托燃料等产品被视为潜在的二氧化碳能源运输载体。燃料中二氧化碳利用规模的估计潜力每年可以达到1亿吨二氧化碳。

　　国内有不少化工企业致力于用二氧化碳生产化工产品。在过去20年，奥克控股集团股份公司一直在致力于二氧化碳与环氧乙烷衍生绿色低碳新材料的研究开发，并与中科院过程所建立了战略合作伙伴关系，联合开发了2万吨级二氧化碳与环氧乙烷反应合成碳酸乙烯酯系列产品中试生产装置。2018年通过石化联合会组织的技术成果鉴定，取得了世界首创、国际领先的技术创新成果，产品主要用于新能源锂电池电解液溶剂。

　　目前，奥克集团正在设计建设30万吨/年规模生产线，“十四五”期间规划建成百万吨二氧化碳资源化利用产业，并正在积极探索我国煤化工过程中二氧化碳的资源化利用。目前，还有旭化成、壳牌、BASF和科思创等公司在开发二氧化碳资源化利用项目，并取得了一大批二氧化碳化学资源化、产业化科技创新和成果应用转化成就。

　　尽管化工行业的碳排放在全国总的碳排放量中占比仅有5%，但是实现“3060”碳达峰、碳中和的庄严承诺，是化工科技工作者和企业家的艰巨任务和光荣使命。迎接碳达峰挑战，需要化工界同仁创新地发展二氧化碳资源化产业。