二氧化碳利用减排潜力和效益.pdf

二氧化碳利用减排潜力和效益目前，我国经济社会的高速发展正面临能源资源紧张、减排减碳压力巨大、环境不断恶化、结构优化等多方挑战。通过二氧化碳利用技术的研发与推广，能 够实现二氧化碳的资源化规模化产业化应用，如提高能源采收率、制备清洁液体 燃料、增采矿产资源、合成高附加值化学产品及材料、增产生物农产品与消费品 等。尽管二氧化碳利用的主要核心技术尚处于中试放大和产业转化阶段，但是该 类技术有助于保障能源安全、改善环境、缓解减排压力、提供经济新的增长点、培育战略性新兴产业、提高国家竞争力等，促进社会可持续发展的多重效应已经 不断彰显。2.1 二氧化碳利用减排潜力2.1.1 减排潜力总量（一）二氧化碳利用技术具有极大的理论减排容量。若只考虑资源的最大供给和市场的最大容纳能力，各类二氧化碳利用技术具 有以下理论减排潜力总量：预期到2020年，二氧化碳理论减排潜力50.78亿t/a（若包括二氧化碳 铀矿浸出增采技术，二氧化碳理论减排潜力为76.61万t/a）;到2030年，二氧化碳理论减排潜力可能达到53.58亿t/a（若包括二氧化 碳铀矿浸出增采技术，二氧化碳理论减排潜力为80.41万t/a）。（二）按照现有趋势发展，二氧化碳利用技术能够在2030年发挥较 大的减排潜力。目前各类二氧化碳利用技术发展水平相差较大。有的技术已经接近商业应用 水平，有的技术尚处于基础研究阶段。一些较为成熟的技术包括二氧化碳与氨气 合成尿素、二氧化碳与氯化钠生产纯碱、二氧化碳与环氧烷煌合成碳酸酯以及二 氧化碳合成水杨酸技术等过程已实现二氧化碳利用6 020万t/ao部分成熟的二氧 化碳利用技术近年来在我国地质、化工和生物领域得到逐渐使用，但它们的核心 技术尚处于中试放大和产业转化阶段，如C02强化采油、C02合成有机碳酸酯技 术、C02合成可降解聚合物材料技术等，已在示范阶段，但规模较小，目前仅达 到236万t/a的CO2减排量。若完全按照当前的技术研发进度，预计在20年内，这些二氧化碳利用技术将为提高二氧化碳减排量发挥较大作用，并将实现如下目 标：2020年，将建成一系列大规模二氧化碳利用技术的产业化装置，可能实 现二氧化碳减排4979万t/a（若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧 化碳减排量共6151万t/a）,创造工业产值1 209亿元/年；2030年，主要二氧化碳利用技术将实现商业化推广，预计实现二氧化碳 减排可能达到19 773万t/a（若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧 化碳减排量共23 288万t/a）,创造工业产值3 008亿元/年以上。（三）如果给予政策和资金支持以推动技术研发与示范，二氧化碳利 用技术能够在更早的时间发挥更大的减排作用。若加大政策扶持力度，营造更加宽松的市场环境，还处于示范和研发阶段的 20多种二氧化碳利用技术则有望相继加速成熟并很快投入应用，此时二氧化碳 利用技术将发挥更大作用，预期实现如下目标：2020年，将建成更大规模二氧化碳利用技术的产业化装置，实现二氧化 碳减排2.5亿t/a（若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧化碳减排量 共2.8515亿t/a）,创造工业产值3 756亿元/年；2030年，主要二氧化碳利用技术将实现大规模商业化推广，实现二氧化 碳减排可能达到8.8亿t/a（若包括二氧化碳铀矿浸出增采技术，可实现二氧化 碳减排量共9.8545万t/a）,创造工业产值9 041亿元/年以上。(四)以支持可再生能源的扶持力度支持C02利用技术，将实现更大 的减排量。首先，目前存在许多低成本二氧化碳利用技术组合和选择。我国CCUS技 术具有丰富的低成本早期机会和极大的减排潜力。研究表明通过煤化工高浓度 排放源与EOR和ECBM等低成本技术组合，可实现CO2减排负成本，并最高达 到每年1.74亿吨二氧化碳的减排量；通过煤化工和咸水层封存的技术组合可以 每吨二氧化碳0-25美元的减排成本1,实现每年1.13亿吨CCh的减排量；当减 排成本为25-50美元每吨CO2,大型电厂和咸水层封存的技术组合将具备较高经 济可行性，可以实现每年6.55亿吨CO2的减排量(Dah owski,et.al.,2012)o考虑 到我国以煤为主的资源禀赋，迅速发展的煤化工产业及各种新型的CO2利用技 术，意味着更多的低成本技术组合选择。适当的政策支持可以使成本在25-50美 元的减排潜力充分发挥。其次，不考虑补贴的情况下，输送和利用成本小于25美元的二氧化碳利用 技术即具与风能相当的经济性。相关文献表明，在减排量和发展路径相同的前提 下，风电技术的单位CO2减排成本约为100美元/吨，新建燃煤电厂捕集技术成 本比风电略低，约为75美元每吨(黄建，2012；张颖，王灿，王克等，2007)0 以此推算，只要二氧化碳输送和利用环节的成本控制在25美元内，燃煤电厂捕 集、运输和利用二氧化碳的成本将低于风电。一般来说，运输、地质利用或封存 的成本不会超过25美元(Dah owski,et.al.,2009)。最后，如果获得风电技术相当的补贴,将有更多的利用技术具有经济可行性,从而发挥更大的减排潜力。根据国际能源署2011发布的中国风能路线图，中 国风电将在2020年具备200GW的发电能力，实现每年3亿吨CO2的减排量。实现此目标，到2020年需累计投入风能建设17 773亿元，其中国家财政累计补 贴2100亿元。若以这个规模补贴投入CCUS技术研发与示范，可支持约20个 规模100-1 000万吨/年的CCUS项目，实现年减排1亿吨CO2;若带动企业按 1:10比例追加投资，企业累计投入可达2万亿人民币，实现年减排10亿吨CO2。减排成本包括捕集、脱水、压缩、输送、注入的投资、运行成本及利用收益。2.1.2 对我国减排目标预期实现的贡献度当前，中国正处于社会经济发展的转型阶段，面临着要兼顾能源、资源、减 排和经济的多重发展目标。2009年，中国政府宣布的控制温室气体排放的行动 目标：到2020年，我国单位GDP（国内生产总值）二氧化碳排放将比2005年 下降40%45%,并将其作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。这意味着以二氧化碳为主的温室气体减排工作已经纳入中国国民经济发展的重 要范畴。根据中国应对气候变化的政策与行动（2011）中指出：中国已经完成了“十一五”规划提出的节能目标，2010年单位国内生产总值能耗比2005年累计 下降19.1%,相当于少排放二氧化碳14.6亿t以上。根据第2.1.1节对二氧化碳 利用技术减排潜力的结果预测：到2020年，各类CO2利用技术的应用将实现二 氧化碳减排量占“十一五”期间平均年减排量的17.3%；到2030年，二氧化碳 利用技术将实现二氧化碳减排量是“十一五”期间平均年减排量的86%。2.1.3 各类技术减排潜力及贡献度表2.1列出了各类二氧化碳利用的具体产品分别在2012年、2020年和2030 年所带来的二氧化碳减排量。2012年，通过二氧化碳利用技术取得的二氧化碳减排量较低，原因是大部 分的二氧化碳利用技术还未能进入市场应用，二氧化碳利用技术还没有发挥出真 正的减排效应。到2020年，预计在二氧化碳转化生产合成气/液体燃料、二氧化碳合成甲醇、二氧化碳合成有机碳酸酯及高分子材料三大生产领域，将达到约4 000万t以上 的二氧化碳减排量/年；二氧化碳增产石油技术、二氧化碳合成碳酸盐与无机材 料产品技术将达到减排二氧化碳约800万t/a；其他二氧化碳利用技术尚处于实验室研究阶段，还难以预计其应用情况和减排贡献。到2030年，预计二氧化碳转化生产合成气/液体燃料、二氧化碳合成甲醇、二氧化碳增产石油等能源增产增效技术将达到L25亿t/a的二氧化碳减排量；二 氧化碳合成有机碳酸酯及衍生材料、二氧化碳合成碳酸盐产品与材料技术的二氧 化碳减排潜力将达到约2 500万t/a；其他的二氧化碳利用技术也在不同程度的发 挥作用。表2.1 CO2利用减排潜力现状与预测利用种类产品CO2减排（万t/a）综合减排潜力（万t/a）2012 年2020年2030年石油、煤层气、天然气、页岩能源增产增效236322.93329.662495-2620气等能源产品利用转化生产合成气/液体燃料0-15005 250微藻生物燃料02.565.12钾盐、碘盐、硼酸、澳素、锂01 A300600矿产资源增采盐等 1U与利用铀矿50-1005 280工业、农业用水0603400-3700化学品转化合甲醇02 0005 000成利用有机碳酸酯及衍生材料0.4534546855生物农产品增微藻固定CO2转化为生物肥料010.36131.5产与利用技术等（食品和饲料添加剂、）消费品生产与碳酸盐产品与材料05201 840利用钾肥010-200合计236.45 019.855088.5825 056.6225 181.62不同二氧化碳利用技术对二氧化碳减排将具有不同的贡献。图2.1显示了各 类二氧化碳利用技术到2020年和2030年的CO2减排量占比情况。从CO2利用 的产品来看，到2020年（如图2所示），对二氧化碳减排贡献最大的来自包括 甲醇、有机碳酸酯及衍生物生产在内的化学品利用领域，占比将达到约50.5%。其次为能源增产增效技术领域，如增采石油、煤层气等能源资源、生产合成气或 液体燃料和微藻生物燃料等，在二氧化碳减排贡献的占比将达到约36.3%0随着技术的成熟及不断应用，到2030年（如图2.1所示），能源增产技术领 域减排的二氧化碳量将占到约52%,化学品的生产利用将贡献约30.7%。主要原 因是能源增产利用的长期巨大潜力发挥了重要作用。同时，消费品生产利用和矿 产资源的增采与利用方面，均贡献了 10%左右。生物农产品利用技术与其他技术 相比减排贡献相对较小。2.2 二氧化碳利用技术的效益二氧化碳利用技术的应用，不仅能够实现二氧化碳减排，而且可以充分利用 二氧化碳中的碳氧资源，生产一系列的能源、化工产品。同时大规模消纳工业废 物，实现资源综合利用，支撑重点行业循环发展，发展二氧化碳利用技术具有经 济、环境和社会多重效益。2.2.1 经济效益1.在减排的同时具有附带经济效益二氧化碳利用技术的终端产品种类多样、附加值较高，具有减排二氧化碳和 增加经济收益的双重效应。如，通过二氧化碳利用技术的应用可以提高能源采收 率、提取稀有矿产资源、增产农作物，还能够与其他物质通过合成获得化工材料、化学品、生物农产品等生活必须消费品(见表2.2)。其中：(1)能源增采、增产类二氧化碳利用技术，预期到2020年，将实现产值约 58亿元/年；预期到2030年，按技术市场占有率预期达到10%测算，将实现产 值452亿元/年。(2)矿产资源增产类利用技术，预期到2020年，所建成的产业化示范工程 将实现产值3千万元以上；预期到2030年将实现产值7亿元以上。(3)有机化学品生产利用技术生产过程产出的多为大宗平台化学品(如甲醇 等)或具有广泛用途的高价值高分子材料，因此该类技术具有显著的经济效益。预期到2020年，相关产业化工程将产生产值1057.5亿元，到2030年大规模技 术推广后，将实现产值近1920.2亿元以上。(4)对于无机化学品及材料加工类二氧化碳利用技术，预期到2020年，所 建成的大规模产业化示范工程将实现产值62.6亿元；预期到2030年，技术市场 占有率预期达到30%,将实现产值392亿元。(5)对于生物农产品技术，预计到2020年，在没有碳收益补贴支持下，该 类技术产业化装置将实现产值9亿元，到2030年可望增长到约115亿元。表2.2各类CO2利用技术的经济产值预测(亿元/年)技术分类20202030（按照市场占有率10%测算）能源采收增产类二氧化碳利用技术57.85452.2矿产资源增产类利用技术0.37化学品生产利用技术4001 000消费品加工类二氧化碳利用技术50400（技术市场占有率达到30%）生物农产品技术9115合计7608 215基于上述预测，二氧化碳利用技术将在不到20年的时间内，实现不低于 3043.59亿元/年的经济产值，届时可为我国经济发展发挥重要作用。2.有利于新业态的迅速崛起二氧化碳利用技术的研发与商业化推广，有利于以创新为驱动、以科技为支 撑、以市场为导向的低碳产业新业态的迅速崛起。随着地质利用行业、化工利用 行业和生物利用行业中各类二氧化碳利用技术的不断发展成熟，其经济效益潜力 将快速彰显突出，必然吸引民营资本的进入，呈现出投资主体多元化和经营形式 多样化的新局面。当前，二氧化碳利用技术已经在驱替难开采油气资源领域初步形成新的产业 形态。随着利用技术的多样化和广泛应用，必将开辟更多产业新形态，开拓战略 性新兴产业新领域。在未来近20年内，各类二氧化碳利用技术将突破关键技术 限制，得到较快应用，这将催生与能源利用、资源开采、材料制备行业相关的制 造业、仪器设备生产等技术链上产业的迅速崛起，发展并形成新的业态模式。（1）化工利用与可再生能源和核能结合，可以将能源以化学能方式储存，在能源产业与化工产业之间打开新的通道，提高整个能源系统的综合效率。（2）二氧化碳利用与资源利用有机结合，如CO2驱替地下水溶性矿物，CO2 矿化利用大宗固体废弃物等利用技术将开拓资源高效循环利用产业新形态。（3）化工/生物利用与新材料开发相结合，可以提供聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯等系列环保型新材料生产的新途径，构建二氧化碳到新材料产业新形态。从目前政策环境导向来看，针对二氧化碳利用技术跨行业、跨领域的特征，相关企业需要向外整合资源、协同创新，向内调整经营理念、营销渠道等，从而不断催生适应相关产业新业态的发展模式。3.有利于促进形成新的经济增长点随着我国社会不断向人口均衡型、资源节约型、环境友好型的可持续发展方 向转型，势必推动二氧化碳利用技术的开发和应用。随着我国加大对关键的二氧 化碳利用技术的研发投入，二氧化碳经一氧化碳制备液体燃料技术、利用CO2 驱替高附加值液体矿产资源技术、CO2-铀矿浸出采技术、利用CO2驱替深部咸 水并淡化利用技术、C02合成有机碳酸酯技术、CO2合成可降解聚合物材料技术 等一批关键技术逐渐成熟，这将带动一批具有低碳经济特征的新兴产业集群的 发展，并有望发展成为国民经济新的增长点，在我国经济增长中发挥重要作用。2.2.2环境效益1.减少水资源的消耗和污染在传统的能源、地质资源开采技术中，需要消耗大量的水资源。与传统开采 技术相比，二氧化碳利用增产能源技术不仅通过二氧化碳来降低水资源的消耗，还不产生污水和固体废弃物，减少了对环境的污染，环境效益非常明显；增采液 体矿产资源技术生产加工过程的全部尾液可以回注同一场地,环境污染小。因此,从地球环境的有效保护和含碳资源的循环利用两点来看，此类技术不仅可以拓展 对我国低渗透砂岩储层的有效利用、提高深部卤水/咸水资源的整体开发效益、更可以缓解重要矿产/水资源的紧缺，是一个清洁的生产技术过程。2.减少污染排放CO2利用技术在化工领域、工农业生产中的应用，不仅可以实现二氧化碳碳 氧资源的循环利用，还能使新技术代替部分高毒性、高污染的传统工艺过程，减 少污染物的排放，如二氧化碳合成化学品等新型化工路线。CO2矿化利用技术，不但能够实现多点源二氧化碳排放的原位固定，更可以实现大宗工业固体废弃物 或天然矿石的资源化利用，社会环境效益显著。如，钢渣、磷石膏、氧化铝赤泥 均是我国冶金、化工行业排放量大、利用率低、环境污染重的典型工业固体废弃 物，采用C02矿化利用将大幅度减少上述固废的排放。预期2020年，矿化技术 大规模产业化示范工程将利用工业固废500万t以上；到2030年，技术大幅度 推广后将实现利用工业固废3 000万t以上。此外，生物农产品增产与利用相关的固碳技术，充分利用生物固碳的环境友 好性，在整个转化和利用过程中不利用化学药品，不产生对土壤的二次污染，有 利于土壤的改良。2.2.3社会效益1.有利于保障能源安全二氧化碳利用技术用于能源资源的增产增效对保障我国能源安全具有重要 作用。通过各种二氧化碳利用技术的应用，提高石油、天然气、页岩气、煤层气 等我国紧缺能源的采收率和增加产量，不仅可以缓解我国对进口能源的依存度，还可以补充我国的能源战略储备，对我国能源安全具有重要贡献。2.有利于解决区域发展面临的瓶颈问题二氧化碳利用技术有利于解决我国部分地区发展资源瓶颈问题，实现区域跨 越式发展。利用技术的系统化集成有利于推动我国新疆等西北部缺水地区经济社 会的良性、可持续发展。新疆等西北地区作为我国重要的能源基地，在能源开发 和经济发展中饱受水资源短缺困扰。在这些地区实施煤制天然气，借助西气东输 管网输送，同时将排放的高浓度二氧化碳就地驱替深部咸水并封存，经处理后可 作为工业用水，既能增加我国天然气供给比例，又可解决该区域发展与其他行业 争水的问题。再比如，在缺水地区运用二氧化碳开采铀矿（如新疆乌库尔其），可最大限度地减少水的消耗以及废水的产生与排放。3.有利于增加就业机会目前，正处于全球新一轮产业经济结构调整的背景环境下，我国的就业压力 逐年递增，失业人数逐渐增加。要缓解就业压力，最根本有效的解决办法就是要 加快科学技术转移转化的速度、大力培育和发展新兴的产业。随着应用于不同产 业、不同领域的二氧化碳利用技术的研究和发展成熟，我国要快速推动一些成熟 的、经济和环境效益明显的二氧化碳利用技术的商业化应用，加快促进并形成新 的产业创新集群，引导不同企业实行效率性分工协作，降低交易费用，推动城市 化进程，从而进一步拓展社会就业空间，帮助平衡劳动供求结构，拉长就业链，提升劳动力素质，为缓解和解决我国严重的就业问题提供助力。2.3能源增产增效利用技术2.3.1 地质利用增产能源二氧化碳地质利用增产能源，主要是指利用二氧化碳作为溶剂/工质液注入 到目标地层中增强石油、煤层气、天然气、页岩气、地热能源的开采，提高这些 能源产品的产量。目前，二氧化碳提高石油采收率技术(EOR)已经商业化应用，二氧化碳驱替煤层气技术(ECBM)正处于中试研发与示范工程建设阶段，其他 如二氧化碳提高天然气采收率技术(EGR)、二氧化碳增强页岩气开采技术(ESGR)、二氧化碳增强地热系统(EGS)等技术尚处于早期研发阶段。预期到2020年，将建成3套5套百万吨级的EOR工业化生产项目，进行 10万吨级的EGR示范工程建设，开展万吨级的ECBM、ESGR、EGS工业试 验，不仅能够实现增加3%10%的石油、煤层气、天然气、页岩气等能源的产 量，还能实现二氧化碳总减排322.93万t/a329.66万t/a；到2030年，预计此类能源增产增效利用技术的市场占有率将达到10%,减 排二氧化碳2495万t/a2620万t/a,具体如表2.3所示。表2.3地质利用增产能源技术潜力预测技术名称产品种类吨产品减排潜力分 析(t/t产品)综合减排潜力(万t/a)2020 年2030 年二氧化碳提高石油采收率技 术(EOR)石油33162360二氧化碳驱替煤层气技术(ECBM)ch42.736.93-13.66125250二氧化碳提高天然气采收率 及封存技术(EGR)ch420-33.30少量二氧化碳增强页岩气开采(ESGR)ch45-12.50少量二氧化碳增强地热系统(EGS)地热0少量合计322.93329.66249526202.3.2 合成转化能源利用化学转化方法，二氧化碳可以转变为合成气或一氧化碳，并进一步用于 清洁液体燃料合成的方法，被称为C02合成转化能源产品的技术。由于我国社 会经济发展，对能源产品需求量极大，而该类技术能够节省大量煤炭资源。在CO2合成转化能源产品的各类技术中，二氧化碳与甲烷重整制备合成气 技术现已进入中试放大阶段，预期2年4年内将形成技术突破，实现产业化示 范；二氧化碳经一氧化碳制备液体燃料技术现处于基础研究阶段，其应用潜力和 发展前景非常可观(见表2.4),有望在5年8年内解决主要技术瓶颈。表2.4 C02合成转化能源产品技术减排潜力预测技术名称产品种类吨产品综合减排潜力分析(t/t产品)综合减排潜力(万l/a)2020 年2030 年CO2与甲烷重整制备合合成气2.01 5005 000成气技术CO2经一氧化碳制备液 体燃料技术一氧化碳3.370250合计1 5005 2502.4 矿产资源增采与利用技术c o2增采矿产资源主要是指结合特殊储层的地质特征和二氧化碳本身的物 性特点，通过注入深部地层的CO2或者含CO2的溶浸液驱替或者溶浸出地下深 部的高价值液体矿产资源（如锂盐、钾盐、硼酸等）、战略性矿产资源（如铀资 源等）以及深部水资源，并加以综合开发和利用。其主要产品包括钠盐、钾盐、碘盐、硼酸、漠素、锂盐、铀矿，以及工业、农业用水等资源型产品。在矿产资源增采与利用的各类技术中，利用CO2驱替高价值液体矿产资源 或卤水资源技术目前尚处于研发阶段,CO2-铀矿浸出增采技术已经进入商业开发 阶段，而利用CO2驱替深部咸水并淡化利用技术或CO2驱替咸水技术已经进入 示范工程建设阶段。预期到2020年，我国将形成4套6套10万t30万t级规模的产业化示范 工程，年产矿物资源产品30万t以上，减排CO2 3 595万t/a以上；到2030年,将建设10套20套百万吨级的大规模商业化装置,减排CO2约9 580万t/a9 880 万t/a,在缺水和用水紧张地区每年增采工农业用水上亿立方（见表2.5）。表2.5 CO2增采矿产资源技术减排潜力预测技术名称产品种类吨产品减排潜力 分析（t/t产品）综合减排潜力（万t/a）2020 年2030 年利用CO2驱替高附加值液 体矿产资源技术钾盐、碘盐、硼酸、澳素、锂盐等10300600CO2-铀矿浸出增采技术铀矿50 1005 280利用CO2驱替深部咸水并 淡化利用技术或CO2驱替 咸水技术工业、农业用水1.5603 400-3700合计3.01201708 980-9 8802.5 有机化学品转化合成利用技术利用二氧化碳合成有机化学品的方法，被认为是一种具备显著环保效益和经 济效益的新型减排技术路线，主要被用于包括有机化学品（甲醇、碳酸二甲酯等）、有机功能材料（可降解聚合物、异氟酸酯/聚氨酯、聚碳酸酯等）等产品的生产。目前，该类技术大多处于中试放大或示范工程阶段，预计到2020年建成10套左 右10万吨级产业化装置；到2030年形成大规模技术推广，主要技术的市场占有 率达到10%30%左右。根据目前技术发展进度的测算结果:利用二氧化碳转化合成有机化学品的利 用技术到2020年有望减排二氧化碳2 536万t/a；随着市场需求量的增加和产业 技术链的逐步推广完善，预计到2030年该类技术将带来约5 830万t/a以上的二 氧化碳减排量（见表2.6）。表2.6 CO2生产化学品技术减排潜力预测综合排放潜力吨产品减综合减排潜力（万t/a）技术名称产品种类排潜力分析（t/t产品）2020 年2030 年CO2加氢制备甲醇技术甲醇4.72 0005 000CO2合成有机碳酸酯技术有机碳酸酯0.7350500CO2合成可降解聚合物材 料技术生物降解塑料0.611050CO2间接非光气合成异氟异鼠酸酯0.59二 1 Q酸酯/聚氨酯技术聚氨酯013/UCO2-间接制备聚丁二酸乙聚丁二酸乙二0.47215二醇酯醇酯CO2间接制备聚碳酸酯/聚碳酸酯/聚1二1聚酯材料技术酯材料1DOCO2合成甲酸技术甲酸前沿性探索技术进入中试阶段合计2 5365 8302.6 生物农产品增产与利用技术生物农产品增产与利用技术是指通过植物光合作用，将二氧化碳转变为糖，将太阳能转变为化学能，提高植物利用二氧化碳的效率，继而提高农产品生长速 度和产量的技术。目前重点发展技术包括：微藻固定C02转化为生物肥料技术、微藻固定CO2转化为食品和饲料添加剂技术以及CO2气肥利用技术，可直接服 务于现代农业生产。在生物农产品增产与利用的各类技术中，目前微藻固定CO2转化为生物肥 料技术已经进入中试放大研发与示范工程建设阶段，其它两类技术尚处于技术研 发阶段。预期到2020年该类技术将建成一定规模的商业化应用装置，减排CO215.6 万t/a以上；到2030年，该类技术将进入商业化推广阶段，可望减排二氧化碳 约 136.622 万 t/a（见表 2.7）。表2.7 CO2生物农产品增产与利用技术减排潜力预测技术名称产品种类吨产品减排潜力分 析（t/t产品）综合减排潜力（万 t/a）2020 年2030 年微藻固定CO2转化为生 物肥料技术微藻生物肥料55.3 55.69.8-116.4微藻固定CO2转化为食 品和饲料添加剂技术饲料添加剂1.33-1.560.20.7CO2气肥利用技术气肥0.86-0.3614.4微藻固定CO2、生物燃 料、化学品技术生物柴油2.12.565.12合计15.6136.622.7 无机化学品和材料合成利用技术CO2生产无机化学品和材料技术是指利用含碱性或碱土金属氧化物的天然 矿石或固体废渣，与CO2通过矿化反应生成碳酸钙、碳酸镁、碳酸钾等稳定的 碳酸盐化合物产品，并联产建筑材料。其主要产品包括钢渣微粉、碳酸钙等建筑 产品，硫酸镂、碳酸钾、氯化钾等化肥产品，以及超细粉体等材料产品。上述矿 化技术目前都已经进入中试放大研发与示范工程建设阶段。预期到2020年，将形成5套10套10万t100万t级产量的大规模产业化 示范工程，年处理工业固废和天然矿物500万t以上，减排CO2约500万t/a；到2030年，该技术在相关行业的市场占有率预期达到30%,减排。2约2 000 万t/a（见表2.8）0表2.8 CO2矿化生产消费品技术减排潜力预测技术名称产品种类吨产品减排 潜力分析综合减排潜力（万t/a）（t/t产品）2020 年2030 年钢渣直接矿化CO2技术钢渣微粉i.i5001 500钢渣间接矿化CO2技术钢渣微粉、超细 碳酸钙1.2610240磷石膏矿化CO2技术硫酸氨、碳酸钙0.2610-100钾长石加工联合CO2矿化技术碳酸钾、氯化钾、硫酸钾、碳酸钙0.4510-200合计5302 0402.8小结总的来看，大部分二氧化碳利用技术目前尚处于研究或中试阶段，在此阶段 对于二氧化碳的减排贡献较小，但随着技术的进步，无论是在二氧化碳减排方面，还是在经济效益方面均将发挥重要作用。预期到2020年，将建成一系列大规模二氧 化碳利用技术的产业化装置，可能实现二氧化碳减排5 019.855 088.58万t/a,创造工业产 值约近1 189.161 233.16亿元/年；到2030年，主要二氧化碳利用技术将实现商业化推广，预计实现二氧化碳减排可能达到25 056.6225 181.62万t/a,创造工业产值3 043.59亿元/年以上。此外，二氧化碳利用技术的发展也将在我国环境保护和社会效益方面发 挥重要作用，不仅替代了部分高毒性、高污染的传统工艺过程，减少污染物的排 放，更可以实现大宗工业固体废弃物或天然矿石的资源化利用以及有利于土壤的 改良。在社会效益方面，二氧化碳利用技术期望在新业态的形成、增加就业以及 促进区域可持续发展方面也有一定的显示度。作为一种新型的产业或经济增长 点，期望国家无论是在技术研发，还是在产业政策方面均大力关注二氧化碳利用领域的发展。参考文献Robert Dah owski,Xiaoc h un Li,Casie Davidson,Ning Wei.A c ost c urve assessment of CO2 c apture and storage potential in Ch ina.J Energy Proc edia 2009.Robert Dah owski,Casie Davidson,Xiaoc h un Li,Ning Wei.A$70/tCO2 greenh ouse gas mitigation bac kstop for Ch ina s industrial and elec tric power sec tors:insigh ts from a c ompreh ensive CCS c ost c urve.J International Journal of Greenh ouse gas c ontrol,2012 11:73-85.张颖，王灿，王克，等.基于LEAP的中国电力行业CO2排放情景分析J,清华大学学报(自 然科学版)，2007 47(3)：365-368黄建.中国风电和碳捕集技术发展路径与减排成本研究-基于技术学习曲线的分析J,资源科 学，2012,34(1):20-28