二氧化碳的新用途：水泥廠不是高排放企業

上一篇 / 下一篇 2010-08-29 10:18:30

太陽能量主要以光的形式到達地球，其中大部分被吸收，并通過各種方式轉化為熱量，熱量最后以紅外(熱)輻射形式從地球再輻射出去。在大氣層中，氮和氧所占的比例是最高的，它們都可以透過可見光與紅外輻射。二氧化碳對光輻射沒有阻礙，但是能吸收紅外線并阻擋紅外線通過，就像溫室的玻璃頂罩一樣，能量進來容易出去難。大氣中的二氧化碳越多，對地球上熱量逸散到外層空間的阻礙作用就越大，從而使地球溫度升高得越快，這種現象就叫做溫室效應。

據新出版的美國《科學》雜志報道，在美國政府高達7870億美元的經濟刺激計劃中，34億美元將用于能源研究，而其中的絕大部分被指定用于化石燃料的研究，資助以工業化規模捕捉燃煤電廠或石油精制所產生的二氧化碳，并將它們深埋于地下的試驗項目。這筆經費相當于美國能源部目前每年用于這類研究的經費的5倍。

如今，公眾將二氧化碳減排的希望更多地寄托于技術。2007年，美國麻省理工學院（MIT）的一項重要研究認為：對美國和中國這類儲碳量豐富的國家來說，關鍵的促成技術能夠讓這些國家在燃燒其豐富的化石燃料的同時，減少二氧化碳排放量。但是，這類技術價格昂貴。幾位專家估計，目前每捕獲和儲藏1噸二氧化碳的費用是60美元。因此，除非有法律或法規的強制作用，如二氧化碳稅等，否則，燃煤電廠不太可能大規模地采納這些技術【1】。

目前從世界各國看，二氧化碳捕集與封存（CCS）技術被認為是短期之內應對全球氣候變化最重要的技術之一。該技術是通過一定的化學反應將二氧化碳捕捉起來，使之不排放到大氣中，再經過壓縮、運輸，將其封存在枯竭的油田和天然氣井或者其他安全的地下場所，以備適時開發應用。但該技術成本大，風險也大。而推廣二氧化碳的再利用可能更現實。

據了解，CCS技術只適用于一些二氧化碳純度高、比較容易捕集的煉油、合成氨、制氫、天然氣凈化等工業過程。西安熱工院總工程師許世森告訴記者，CCS技術本身非常耗能。發電廠做這樣的項目，發電成本起碼要提高20%～30%，發電效率要降低8～10個百分點。

　　除了將捕集的二氧化碳埋起來封存外，還有沒有其他辦法將收集到的二氧化碳進行處理呢？中國工程院院士金涌在近日召開的第九屆中國經濟論壇上提出了一個建議：從中國的情況來看，推廣二氧化碳的再利用可能更現實【2】。

金涌認為，我們開展碳利用的空間很大。比如我國水泥年產能約13億噸，占全球的一半左右。這里面就存在很大的二氧化碳再利用空間。金涌的思路是，燒水泥的時候分解碳酸鈣，會生成大量的二氧化碳，再將二氧化碳耦合一個碳變成一氧化碳的放熱反應，不完全燃燒一部分碳，生成一氧化碳。同時用熱量把二氧化碳通過碳還原成一氧化碳，這樣就可以把生產水泥過程中釋放的二氧化碳變成一氧化碳。一氧化碳再往下利用，可以與氫合成甲烷、甲醇。現在國內外正在研究用甲醇做乙烯、丁烯、丙烯。我們可以先做甲醇，用甲醇做乙烯、丙烯、丁烯，同時也可以用甲醇做甲苯、乙苯、二甲苯。如果“三烯”、“三苯”都可以這樣做的話，我們就可以把大量的二氧化碳儲存在材料里面，起碼可以減緩幾十年。這是一個組合拳，通過過程的組合，通過再利用，達到減排的目的【2】。

用水泥和二氧化碳可以制成二氧化碳空心磚，成為具有更好保溫性能的保溫建筑材料。二氧化碳氣體填充到雙層保溫玻璃窗中，即可以達到增強保溫效果，又存儲了二氧化碳。

值得指出的是，水泥的燒制和使用過程是一個互逆的化學反應過程，前一個過程釋放二氧化碳，是吸熱反應；后一個過程吸收二氧化碳，是放熱反應。在兩個過程中，向大氣排放二氧化碳的總和為零，兩個過程不可分割，與化石燃料使用完全不同。所以，水泥生產不是二氧化碳高排放行業。把水泥企業計入大氣二氧化碳濃度增加源是不科學的，向水泥企業征收“二氧化碳排放稅”也是不合理的。

目前溫室大棚面臨兩大問題：其一為需要及時通風，否則大棚內的二氧化碳濃度減少影響植物的光合作用；其二為通風降低了溫度，增大了供暖能量消耗，減弱了大棚的保溫作用。如果利用二氧化碳壓縮罐放氣，保持大棚內適當的二氧化碳濃度，這樣既可增強保溫作用，減少供暖能量消耗，又可促進植物光合作用，使二氧化碳得到有效利用。

二氧化碳的初始利用可能會增加生產成本，因此，新產品的試制和推廣需要國家政策的支持。

參考文獻

1．王丹紅。美國巨額研究經費用于處理二氧化碳。2009年03月04日11:30 來源：《科學時報》。http://scitech.people.com.cn/GB/8904495.html