“將化石燃料碳氫化合物在一定工藝條件轉化為CO2（二氧化碳）和H2，將H2利用燃料電池發電；CO2進行封存利用（CCUS），被認為是化石燃料對環境友好的能源路線。”山東大學教授朱維群日前對記者表示，將化石能源轉變為清潔能源的氫能進行利用，同時將產生的二氧化碳直接封存利用做成產品，這樣可形成環境友好的能源工業路線。

 朱維群認為，傳統能源利用方式有兩大缺點，一是化石燃料中的化學能必需先轉變成熱能再轉變成機械能或電能，但受材料的限制獲得的能量效率只有33～35%。摘一個是傳統能源利用方式給人們的生活環境造成了巨量的廢水、廢氣、廢渣、廢熱和噪聲的污染。

 朱維群說，新的低碳工業材料路線是將二氧化碳封存產品繼續開發成高分子材料，替代一部分高耗能高排放的材料工業。這是我國大氣霧霾治理、工業產業結構調整、應對全球氣候變化及實現生態文明等最有效的一條技術途徑。

 目前在世界上沒有一條比較理想的二氧化碳化學封存利用技術路線。因此，山東大學提出了利用一部分H2與N2反應成NH3，NH3與CO2在一定工藝過程條件下得到CO2含量最高的穩定固體產品三嗪醇，剩余的H2再去發電的新技術。這項由山東大學開發的CO2化學利用新技術，可以在現有燃氣電廠或燃煤電廠、煤制天然氣及煤制油領域進行全部或部分二氧化碳的封存利用。

 目前的二氧化碳捕集封存（CCS/CCUS）在國內外仍處于研發和示范階段，面臨著高成本、高能耗、長期安全性和可靠性不確定等突出問題。并且額外消耗能源，采用CCS技術增加了25%~40%的額外能耗，投資巨大且不具備經濟效益。

 雖然二氧化碳驅油是目前比較好的CCUS方法，但驅油所用CO2大約會有2/3回到地表，因此CO2驅油只是短時效的CCUS項目，不能當作長期性的CCUS封存方法。

合成高分子材料市場應用前景廣闊

 將化石燃料碳氫化合物在一定工藝條件轉化為CO2和H2，將H2利用燃料電池發電；CO2進行封存利用（CCUS），被認為是化石燃料對環境友好的能源路線。

 朱維群認為，當前，不僅火電廠排放大量的二氧化碳，傳統工業如電解鋁、鋼鐵、水泥、平板玻璃等也是高能耗、高排放工業體系，這對于我國的電力供應、資源消耗、大氣質量及水體污染等造成了巨大的壓力。

 據了解，我國傳統制造業產能過剩，特別是電解鋁、鋼鐵、水泥、平板玻璃等高能耗、高排放行業迫切需要產業結構調整，據統計，2012年底，我國鋼鐵、水泥、電解鋁、平板玻璃產能利用率分別僅為72%、73.7%、71.9%、73.1%。

 而基于煤制甲醇基礎上的新型煤化工近期由于低油價的沖擊也困難重重，有關專家測算分析，煤制烯烴、煤制油、煤制乙二醇在80美元/桶原油價格體系下具有一定市場競爭力，實行二氧化碳減排后，煤制烯烴、煤制乙二醇在100美元/桶原油價格體系下才具有市場競爭力，原油價格低于100美元/桶時，項目經濟難于承受；煤制油在原油110美元/桶價格下可以承受。

 “開發出一條低能耗、低排放的工業材料路線是解決我國CO2、SO2及NOx排放的根本方法。在生產中盡可能地將CO2封存在產品中，在生產過程中不排放CO2，實際上這也是最好的CO2封存利用。”朱維群認為，在生產過程中排放大量CO2，再去捕集、封存、利用，往往得不償失。

 由化石燃料轉化為氨和二氧化碳，繼續合成三嗪醇/胺，進而合成高分子材料是一條化石燃料環境友好的材料工業路線，它具有低碳、低成本的優勢，發展潛力無限。

 據了解，氫燃料電池發電是具有能源革命意義的新一代能源動力系統，是一種可持續發展的能源，其能量轉換率可達60%-80%，使用效率是普通內燃機的2-3倍。另外它還具有排氣干凈、噪音低、環境污染小、可靠性強及維修性好等優點。對于解決“能源短缺”和“環境污染”這兩大世界難題有重要意義。

 產生的氫氣既可直接燃燒發電，也可采用氫燃料電池將化學能直接轉化為電能，發電效率是現有熱電效率的2倍以上，而且生成產物是水，這是最環保的能源利用方式。

 朱維群認為，氫作為清潔能源可以利用再生能源進行轉換，是解決“棄風棄光”的一種有效途徑，將化石能源轉變為氫清潔能源進行工業利用是解決全球氣候變化及環境污染一條可行技術。

 據了解，生產1噸三嗪醇產品需要消耗1.0噸CO2，只需要原料氨0.4噸。從化學反應來說，這是封存利用CO2最有效的化學反應，也就是氫耗量（能量消耗）最少的固定CO2過程。三嗪醇產品是白色固體，無色無味，物理性質穩定，是CO2封存利用的一種最佳方式。每噸產品利潤在1500元/噸以上，經濟效益顯著，市場應用前景廣闊。

形成CO2利用循環經濟產業鏈

 目前在工業生產上，年產30萬噸合成氨裝置每年排放二氧化碳58萬噸，在此裝置基礎上繼續合成尿素，可以建立年產52萬噸尿素裝置，每年排放二氧化碳20萬噸排放。

 “如果繼續合成三嗪醇，根據我們的中試結果，可以建立年產66萬噸的三嗪醇裝置，每年排放CO2量為負的16萬噸。”朱維群說。煤氣化過程中一般都有高純度的N2、H2、CO2等原料，通過改變反應過程和目標產品即可實現CO\的氨化礦化。

 朱維群以某煤制烯烴項目為例向記者介紹，該項目計劃建設年產180萬噸甲醇裝置和年產68萬噸甲醇制烯烴裝置。該項目年副產二氧化碳360萬噸，N2130萬噸，純度都在95%以上。

 “經估算，年產68萬噸烯烴可設計成年產380萬噸的三嗪醇，產品重量增加312萬噸，而且沒有CO2排放。”朱維群說，由CO2經三嗪醇/胺，進而合成密胺樹脂類高分子材料，這也是一條利用CO2生產各種功能材料易于實現路線，。

 按照設計的材料工業路線，將化石燃料在空氣和水的參與下，通過一定工藝過程就可以得到密胺樹脂類高分子材料，生產1噸產品只需要消耗化石燃料1噸標煤左右，這是一條符合綠色、低碳、可持續發展的生態工業路線。

 密胺樹脂材料具有無毒無味，耐腐蝕、耐高溫、耐低溫、阻燃、質輕，有很強的耐用性等綜合性能，在全球范圍內的建筑裝飾、交通車輛、水上船舶、航空航天、機電設備、工業吸音保溫等領域中獲得廣泛使用。

 朱維群對記者表示，化石燃料清潔利用的優選路線提出了一種封存利用CO2的有效方法。CO2高值封存利用技術是高碳資源低碳利用（相當于綠色能源）、化石燃料利用的最節能減排方式（不排放CO2）及二氧化碳封存利用的最可行方式，即是最可行的低碳技術。

 該技術不僅能夠封存CO2，而且使CO2得到增值，形成CO2利用的循環經濟產業鏈；也是一條利用CO2生產各種功能材料易于實現的工藝路線，同時也是一條化石燃料清潔利用的優選路線。

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