碳环能发展双碳中针对二氧化碳捕集和利用

　　根据测算，到2060年实现碳中和时，仍有一定数量的二氧化碳总排放量，其中一部分可以由海洋、陆地无机过程和陆地生态系统吸收，另一部分需要通过CCUS(碳捕集—利用—封存)技术进行去除。

　　碳捕获与封存(CCS)技术是指将二氧化碳从工业或相关排放源中分离出来，输送到封存地点，并长期与大气隔绝的过程。根据国际能源机构的估计，到2050年，CCS要想对缓解气候变化产生显著影响，至少需要有6,000个项目。每个项目每年在地下存储100万吨二氧化碳，而全世界只有三个如此规模的项目。可以说，如果CCS在未来20年不能进化为主流技术，情况将不容乐观。CCS技术无法迅速得到推广的主要原因是其高昂的成本，根据测算，以当前技术封存1吨二氧化碳需要200—300美元，就是说1吨煤燃烧排放2吨二氧化碳，至少需要400美元进行二氧化碳封存处理，将来如果技术没有突破性进展，这件事根本不可能做到。另外，其推广过程还存在诸多不确定因素，对环境也存在一定的影响。

　　碳捕获、利用与封存(CCUS)技术是应对全球气候变化的关键技术之一，受到世界各国的高度重视，纷纷加大研发力度，并取得一些研究成果。2021年9月，中科院天津工业生物技术研究所从二氧化碳人工合成淀粉的成果引起了广泛的关注，有网友将此比作空气变馒头。这是国际上第一次不需要依赖植物光合作用，而是采用人工手段，将自然的代谢过程重新拆解、组装，以二氧化碳、水和氢能为原料，生产出了人工的淀粉。目前，淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产，合成与积累涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，理论能量转化效率仅为2%左右。天津工业生物技术研究所从头设计出11步主反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，向设计自然、超越自然目标的实现迈进一大步，为创建新功能的生物系统提供了新科学基础，是典型的从0到1的原创性成果。当然该成果目前尚处于实验室阶段，离实际应用还有一段距离。今年4月，电子科技大学、中科院深圳先进院在国际期刊《自然·催化》发表研究成果，电催化结合生物合成的方式，能将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸，进一步利用微生物，可以合成葡萄糖和油脂。有科学家认为，该工作耦合人工电催化与生物酶催化过程，发展了一条由水和二氧化碳到含能化学小分子乙酸，后经工程改造的酵母微生物催化，合成葡萄糖和游离的脂肪酸等高附加值产物的新途径，为人工和半人工合成“粮食”提供了新的技术。

　　据媒体报道，国内农科院与首钢朗泽新能源公司合作，全球首次实现从一氧化碳到饲料蛋白质的一步合成，并已形成万吨级工业产能。该项研究以含一氧化碳、二氧化碳的工业尾气和氨水为主要原料，制造新型饲料蛋白资源，将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳，开辟了一条低成本非传统动植物资源生产优质饲料蛋白质的新途径。

　　2022年2月，美国西北大学和郎泽科技公司研究人员在《自然》发表论文称，他们在一项新的试点研究中，将一种梭菌进行遗传工程改造，用于合成此前它们无法产生的化合物，这种选择、设计和优化细菌菌株的过程，成功地证明了其将二氧化碳转化为丙酮和异丙醇的能力。这种新的气体发酵过程不仅可从大气中去除温室气体，还可避免使用化石燃料，而化石燃料通常是生成丙酮和异丙醇所必需的。

　　“碳达峰、碳中和”目标是爱中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。科技创新，特别是能源的科技创新，是同时实现经济社会发展和碳达峰、碳中和的关键。社会各界应共同努力、携手并进，为实现“双碳”目标作出更大贡献。