由于二氧化碳排放量持续增加，全球变暖是人类面临的一个关键问题。政府间气候变化专门委员会强调了将全球温度上升限制在 1.5°C 以下；世界各国政府和独立调查人员一直在研究和采取行动来减少二氧化碳排放。碳捕获、储存和利用被认为是缓解气候变化的重要方法。将二氧化碳储存在地下的技术，碳捕集与封存 (CCS) 技术目前已商业化，但其封存能力仍有限。并行发展的是碳捕集与利用 (CCU) 技术，其中 CO₂ 是合成高价值材料的关键碳源，基于 CO₂ 的化学品和燃料受到全世界的关注，因为它们不仅可以减少 CO₂ 排放，还可以减少化学工业对传统化石燃料资源的依赖，并分担化石燃料的负担。

有鉴于此，成均馆大学Jiyong Kim等人，为能源产品 (CCU4E) 开发了一个二氧化碳捕获和利用框架，并检查了不同情景下的技术经济和环境绩效。

本文要点

1）该框架包括过程合成和设计、过程模拟以及针对 CO₂-to-fuel 途径的技术、经济和环境性能的建模。基于研究的 72 条二氧化碳转化为燃料的途径，讨论了经济产出（通过燃料的单位生产成本）和环境影响（通过二氧化碳净当量排放）之间的权衡。

2）此外，优化模型用于确定最佳途径以及在不同场景中使用传统（黑色）或可再生（绿色）氢的决定。进行了扩展敏感性分析，以了解 H₂ 在缓解 CO₂eq 中的重要作用及其在全球和本地的经济潜力，以及未来基于 CO₂ 的燃料的前景。

3）该工作为碳排放大国在CCU4E框架下利用国内资源平衡经济与环境保护的决策提供了实用的决策策略。通过允许以更稳定和更低的价格大幅减少二氧化碳当量排放，绿色氢价格是未来 CCU4E 的关键因素。

参考文献：

Thai Ngan Do et al. CO₂ utilization framework for liquid fuels and chemical production: Techno-economic and environmental analysis. Energy Environ. Sci., 2021.

DOI: 10.1039/D1EE01444G

https://doi.org/10.1039/D1EE01444G