二氧化碳能做能源物质吗 废弃的二氧化碳将被转化为燃料

CRI的工厂每年出售大约4000吨的二氧化碳废气甲醇(图自：国际循环)

2018年11月19日，安东尼·金，来自《地平线》杂志，《地平线:欧盟研究与创新》

科学家们正加大努力，将工业排放的二氧化碳转化为甲醇等化学物质，以减少排放，并为燃料、水泥和食品生产提供新的原材料来源。

这是阻止全球变暖的策略的一部分，方法是减少我们排放到空气中二氧化碳的量，然后再利用它——一种被称为碳捕获和利用(CCU)的技术。

在由碳回收国际(CRI)运行在风景如画的蓝色泻湖冰岛西南部的工厂,水、能源和从附近的地热发电站排放的二氧化碳废气被用于生产甲醇,这可以用于混合汽油驱动汽车或变成一系列的化学物质。

CRI前研究总监、现任销售和市场总监的奥马尔•弗赖尔•西格比约尔松(Omar Freyr Sigurbjornsson)表示:“我们将CO2溶解在来自地下的蒸汽中，在生产过程中再利用其中的一部分作为原料。”

CRI在2012年建了演示工厂，成为世界上第一家生产和销售二氧化碳废气甲醇的公司。自2014年以来，该厂每年可生产约4000吨甲醇，并在其它欧洲国家销售。

这一数字和目前比只是沧海一粟，因为现在每年大约生产8000万吨甲醇。CRI通过一个名为“循环能源”的项目，正在就扩大业务规模进行可行性研究。CRI计划在欧洲建造数十座工厂，将可再生能源与废弃的二氧化碳气体结合起来生产甲醇，首先是在挪威建造一座规模大得多的厂，在那里将利用水力发电每年生产10万吨甲醇。该建设计划将很快开始，并在2021年前完工。

可持续发展的

CRI公司的工艺远比普通甲醇生产更具可持续性。在欧洲和美国，大部分甲醇是用天然气生产的，而在中国用煤。

CRI工艺从利用可再生能源电解水开始，这是利用电能将H2O分子分解为氧气和氢气的一种方法。氢与废CO2在一种叫做催化剂的特殊化学品的帮助下发生反应。甲醇由四个氢原子、一个碳原子和一个氧原子组成。唯一的废气是氧气，氧气被排放到空气中或以其他方式使用。

在挪威，CRI将利用附近工业的可再生能源和CO2废气来制造更绿色的甲醇，然后这些甲醇将被用于油漆、塑料、溶剂、胶水、燃料组件等。与使用矿物燃料相比，这种生产甲醇的方法减少了90%的碳排放量。

“我们能够在欧洲的燃料市场销售其他化石燃料甲醇，但我们得到一个溢价，”Sigurbjörnsson说。

甲醇也可以从可再生能源生产地点储存和运输到消费者所在地。“我们可以把可再生能源转化为化学能，可以储存很长时间，而且可以远距离移动，而不会损失能源。”它比电池技术有这些优势。

CRI已经研究出如何利用钢铁等行业的残余气体，还计划将发电厂和水泥厂的二氧化碳废弃物加以利用。

Sigurbjornsson称:"我们计划与更多合作伙伴共同投资，如电力公司、化工公司和其他行业。"“我们的重点是开发技术，发放许可，并销售与之配套的设备。”

这可以降低排放，但不会吞噬工业的所有二氧化碳。

报告

最近的具有里程碑意义的报告政府间气候变化专门委员会警告说,世界需要限制气温上升到1.5°C。这需要许多解决方案和多种技术。

“由于工业排放了所有二氧化碳的40%，我们正试图从烟囱中捕获二氧化碳，并利用它做一些有用的事情，”比利时鲁汶大学(UC Louvain)的帕特里夏•路易斯•阿尔科内罗(Patricia Luis Alconero)教授说。

她的项目CO2Life受到自然的启发。“我们的研究过程着眼于自然界吸收二氧化碳的方式。我们试图复制酶的自然应用，但在某种程度上，这种方法更有效，而且使用了薄膜技术。“她说。

目前的碳捕捉技术使用的是液体胺，这是一种昂贵的有毒化学物质，对二氧化碳分子有很强的亲和力，但这一过程的成本和可持续性令人担忧。例如，为了在化石燃料发电厂产生能源和捕获二氧化碳，需要额外多产生30%的能源。

膜

为了开发这种基于膜的过程，Luis Alconero教授使用氨基酸盐和酶来捕获并将二氧化碳分子转化为有用的化学物质。在下一步，化学物质将被结晶和回收作为纯材料，供工业使用。

“这个过程是灵活的，因为我们使用的酶不同，我们可以得到不同的化学物质，”她说。例如碳酸钙盐，如钠或碳酸钙，水泥工业的原材料，或葡萄糖。

其他高价值的可能性是纯化合物，可能对食品工业有价值。将CO2转化为有用的东西的成本和决定过程是下沉还是游泳的材料的价值。

Luis Alconero教授说：“二氧化碳是一种废物，因此它必须是一种廉价的工艺，从而产生一个有趣的组件。”他的目标是构建一个原型系统。

“我们的目标是找到一种比胺类更环保的解决方案，同时也能解决经济问题，”她说。