中國網(wǎng)／中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 能源是中國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要制約因素，事關(guān)經(jīng)濟安全和國家安全。據(jù)?2018?年《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》數(shù)據(jù)，2017?年中國能源消費總量為?44．9?億噸標準煤，其中煤炭消費占比?60．4％，在能源構(gòu)成中仍處于主體性地位。中國以煤為主的資源稟賦和能源消費結(jié)構(gòu)，一方面為經(jīng)濟的快速增長提供了能源保障，另一方面也導致了二氧化碳（CO₂）的大量排放。根據(jù)全球碳計劃組織發(fā)布的預測報告，2018?年全球碳排放預計增加?2％，中國的碳排放量約占?27％，仍是全球最大的碳排放國。目前，中國經(jīng)濟正處于重化工業(yè)主導的工業(yè)化和城市化階段，加上以煤為主的能源結(jié)構(gòu)等多方面原因，未來將繼續(xù)處于?CO₂排放的上升期。基于我國政府明確提出控制溫室氣體排放的行動目標，到?2020?年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值?CO₂排放比?2005?年降低?40％—45％，2030?年左右實現(xiàn)?CO₂排放達到峰值并努力爭取早日達峰，意味著實現(xiàn)高碳資源的低碳化利用和?CO₂減排技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展刻不容緩。

自然界碳循環(huán)的基本過程為大氣中的?CO₂被陸地和海洋中的植物吸收，然后通過生物或地質(zhì)過程以及人類活動，又以?CO₂的形式返回大氣中，每年有數(shù)十億噸的碳，在陸地、大氣和海洋之間進行著快速的碳循環(huán)運動（圖?1）。而這種平衡隨著人類社會的飛速發(fā)展被打破，能源燃燒等人為制造的?CO₂排放遠遠超過了自然界所能吸收轉(zhuǎn)化的容量。每年的?CO₂新增量中，60％?的?CO₂排放至大氣中，剩余的大部分?CO₂進入到海洋，少量被陸地生物吸收。然而，自然界能承載的?CO₂上限為?30?億噸碳／年，這意味著目前的?CO₂排放量需降低?60％—70％，即大約減排?50—70?億噸碳／年。碳循環(huán)是一個氧化－還原過程，大氣中?CO₂的累積本質(zhì)是人類活動引起的碳氧化（燃燒）與還原的不對稱性，一定程度上實現(xiàn)減少使用碳或還原使用?CO₂是實現(xiàn)低碳化的本質(zhì)。CO₂的還原需要消耗能量并控制選擇性，這將成為未來碳科學與技術(shù)的主旋律，其核心是?CO₂的選控轉(zhuǎn)化利用以及其與非碳能量的耦合。

 圖 1 自然界碳循環(huán)過程

基于我國的能源消費結(jié)構(gòu)以及化石能源仍將在很長一段時期內(nèi)作為能源供應(yīng)的主體，針對?CO₂的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)即?CO₂的可控性還原，本文對化石能源耦合?CO₂的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)、零碳能源（包括可再生能源和核能）耦合?CO₂的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)，以及?CO₂直接轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的進展情況進行了梳理，并對?CO₂轉(zhuǎn)化利用技術(shù)引起的碳減排潛力進行了分析。

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