综述：二氧化碳储存和利用方面的进展，用于碳捕获、利用与封存（CCUS）技术

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Advance in storage and utilization of CO 2 for CCUS

　　CCUS技术作为近零排放关键手段，其存储与利用协同作用对循环经济至关重要。本文系统梳理近五年CO?压缩储能、金属CO?电池及高值化产物（如甲烷醇）制备进展，分析全球重大示范项目技术经济挑战，提出"CO?互联网"概念框架，强调大数据与AI在实时监测、策略优化及碳足迹管理中的核心作用。

　　

张雪莱|王伟|夏小斌|军军|华伟森

上海海事大学商船学院，中国上海201306

摘要

应对气候变化的紧迫性加速了碳捕获、利用和储存（CCUS）技术的发展，这项技术被视为实现接近零排放的关键手段。虽然人们对二氧化碳（CO₂）捕获给予了大量关注，但储存和利用的整合作用同样至关重要。这两个方面对于实现循环碳经济和提升项目经济效益至关重要。本文系统回顾了二氧化碳储存和利用领域的最新进展，以支持其商业化应用。我们从能源和资源的角度对二氧化碳的利用方式进行了分类，重点介绍了二氧化碳压缩储能、金属-二氧化碳电池以及将其转化为甲醇等高价值产品的创新技术。同时，我们分析了过去五年中全球主要的二氧化碳储存和利用项目，探讨了相关的技术和经济挑战。分析表明，提高二氧化碳转化效率和降低能源消耗是推动该技术发展的关键。二氧化碳压缩储能和电化学转化成甲醇的技术尤其具有前景，因为它们在能源管理和碳利用方面具有双重作用。然而，在催化剂寿命、系统级集成以及矿物化和生物利用的经济模型方面仍存在显著差距。未来，重点发展方向包括二氧化碳压缩储能技术、碳基纳米材料的制备以及生物利用技术。此外，我们提出了“二氧化碳互联网”（CO₂ Internet）的概念框架——一个整合了捕获、储存和利用过程的综合性系统。借助大数据和人工智能技术，该系统能够实现实时监测、策略优化和碳足迹管理，从而促进更加高效和互联互通的减排生态系统。

部分内容摘录

背景

碳捕获、利用和储存（CCUS）技术涉及从工业或能源相关来源捕获二氧化碳，将其运输到储存地点，并长期将其从大气中分离出来。为应对日益严重的全球变暖问题，《巴黎协定》旨在将全球平均温度升幅控制在比工业化前水平高2℃以内，并进一步努力将其限制在1.5℃以内[1]。根据国际能源署（IEA）的数据……

全球CCUS项目案例

全球碳捕获、利用和储存（CCUS）技术领域已进入快速发展阶段，应用范围也在不断扩大。一系列具有里程碑意义的商业项目和示范举措表明，这项技术已从试点验证阶段迈向大规模商业化应用。

中国在海上CCUS领域取得了重大突破。2024年5月，恩平15-1中央平台项目（Enping 15-1 Central Platform Project）——中国的首个全链条CCUS项目……

未标注的参考文献

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CRediT作者贡献声明

张雪莱：概念构思。王伟：初稿撰写。军军：审稿与编辑。华伟森：方法论研究。夏小斌：初稿撰写。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。