我国二氧化碳回收和利用现状

苏元伟 任刚

（1 天津滨海供热有限公司 天津 300456 ,2 天津华燊实业有限公司 天津 300042）

我国二氧化碳回收和利用现状

苏元伟1任刚2

（1 天津滨海供热有限公司 天津 300456 ,2 天津华燊实业有限公司 天津 300042）

通过我国二氧化碳的利用现状及未来需求状况，阐述了利用科技创新研发解决二氧化碳变废为宝的途径。

二氧化碳 利用 现状 进展

随着人类社会大量使用以煤和石油为代表的化石燃料，造致全球变暖的温室气体——二氧化碳的排放量急剧攀升，严重影响着大气圈与生物圈原有的平衡，并因此导致了温室效应以及引发了一系列与人类生活环境紧密相关的问题，严重地威胁着人类的生存。

截至2006年，全世界二氧化碳排放量至少在270亿万吨以上，能源专家预测，到2030年排放量可能达到380亿吨以上。据美国能情报署2006年初预测，2050年世界二氧化碳排放量将达到388亿吨。

然而，从另一个层面上看，二氧化碳确是十分有用的，可生产化工新原料以及有许多用途的重要原料，这种变废为宝的二氧化碳利用新途径正在受到人们越来越多的关注。当今，世界各国十分重视开发相应的二氧化碳回收以及净化和再利用技术，将为二氧化碳提供用武之地，而使其造福于人类。

我国是二氧化碳排放第二大国，目前排放的二氧化碳约38亿吨，而2005年被有效利用的二氧化碳只有85万吨。业内认识指出，应大力度开发二氧化碳潜在的巨大市场，并注重二氧化碳捕集、提纯与回收技术的研发，以实现应用领域的实质性拓展。

在我国的二氧化碳消费结构中，碳酸型饮料占70%，碳酸二甲酯与降解塑料加工占10%，二氧化碳保护焊占6%，超市食品保鲜占5%，烟丝膨化及其他占5%，油井注压采油占4%。

1、二氧化碳在碳酸饮料中的利用

2005年我国碳酸型饮料产量近5000万吨，按平均每吨碳酸饮料需添加二氧化碳15千克计算，每年需要二氧化碳75万吨左右。但该行业目前正遭受果蔬饮料,纯净水、茶饮料、乳品饮料的冲击，增长速度已放慢。预计未来五年，碳酸饮料行业虽然仍是二氧化碳主要消费领域，但所占比例将会明显下降。

2、二氧化碳生产可降解塑料和碳酸二甲酯

用二氧化碳生产降解塑料和碳酸二甲酯技术，被誉为实现二氧化碳变废为宝的“绿色化工科技”，这些技术目前已在我国获得突破并实现了工业化生产。据预测，被誉为有机合成“新基石”的碳酸二甲酯今后每年的需求增长将超过20%，到2020年我国的碳酸二甲酯产能达到400万吨。因此这一领域对二氧化碳的需求将会大幅增长，加上以二氧化碳为原料生产降解塑料技术的推广应用，预计这一领域最终消耗的二氧化碳将占消费总量的20%以上。

3、二氧化碳在在焊接中的应用

与手工电弧焊相比，二氧化碳气体保护焊可提高功效1-2倍，节电50%，因而近几年在汽车、造船、化工设备等大型制造业得到了广泛应用。尤其是二氧化碳和氩气混合气体保护焊技术的开发与应用，不仅扩大了二氧化碳气体保护焊的应用范围，而且克服了二氧化碳气体保护焊热量分散、焊点大、焊接处易变形等不足，这必将推动该领域对二氧化碳需求的快速增长。预计需求量将有目前的3.5万吨左右增至6万-8万吨。

4、二氧化碳在食品冷藏中的应用

与传统的机械冷藏相比，二氧化碳冷冻保鲜不仅不会使食品失水、风干、气化，而且节能省电，尤其适用于大型食品保鲜和粮食的低温干燥储存。目前我国东南沿海一些大型超市或冷库已开始采用二氧化碳制冷保鲜，北方的市场也已启动。随着电价的不断上涨、大型超市的不断增多，今后这一领域对二氧化碳的需求将会激增，预计该领域消耗比例将会提升至10%。

5、二氧化碳用做烟丝膨胀剂

作为烟丝膨胀剂，二氧化碳不仅可替代即将被禁用的氟利昂，还可提高烟丝质量、节省烟丝5%左右。从近几年一些烟草企业的经验来看，每生产10万箱香烟约需二氧化碳300吨左右，照此推断，一旦所有烟厂都采用二氧化碳作膨胀剂，则该行业每年所需二氧化碳可达10万吨以上。

6、二氧化碳驱

二氧化碳最具开发价值的应用领域当属二氧化碳驱，主要包括：将二氧化碳注入油藏提高原油采收率，将二氧化碳注入原生及附近气田增加气体采收率，以及将二氧化碳注入煤田增加甲烷采收率。

二氧化碳提高油田采收率技术目前已被注明在水驱基础上，仍可将原油采收率提高12%以上，但受地质构造复杂和油田近距离高纯度二氧化碳缺乏等诸多因素的制约，我国二氧化碳驱油技术的研发与应用起步较晚。近几年，国内的一些油田在这方面都做了积极的探索和尝试，2006年4月，中原油田利用其自产的高纯二氧化碳进行注压采油，使采油率提高了15%，标志着我国在这一领域的研究与应用取得了实质性突破。

根据《我国陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究》，在参与评价的101.36亿吨常规稀油油田的储量中，适合二氧化碳驱的原油储量达12.3亿吨，若成功实施二氧化碳驱可增加采储量1.6亿吨左右。而在我国现已探明的63.2亿吨的低渗透油藏原油储量中，有一半更适合二氧化碳驱。

试验表明，要想成功使用二氧化碳驱油，即便一眼中小型油井，每次注入的二氧化碳也需300吨以上。未来几年，即使我国只有十分之一的油田采用二氧化碳驱，每年所需的二氧化碳也将超过3000万吨。

我国目前排放的二氧化碳多达38亿吨，随着新建火力发电厂、水泥厂和煤化工厂的增加，二氧化碳排放量仍将持续增加。而国内现已发现了28个天然气/二氧化碳气田，这些气田中的二氧化碳含量在5%～90%不等，已投入开发的总地质储量高达18亿吨，这些都表明我国二氧化碳的应用与开发拥有丰富的资源。科学技术发展无疑为我们提供了使二氧化碳变废为宝的新技术和新方法，《京都议定书》的履约责任又迫使我们必须高度重视二氧化碳的减排和合理利用，并在政策、资金等方面给予大力扶持。

但二氧化碳的应用领域所需的都是95%以上的高纯二氧化碳，有些领域还要求食品级高纯二氧化碳。因此,要想使我国二氧化碳应用领域获得实质性拓展，还必须注重二氧化碳捕集、提纯与回注技术的研发，并在二氧化碳需求量较大的地区建设大型二氧化碳提纯装置，以满足油田等对高纯二氧化碳的需求。

由国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布的《食品添加剂二氧化碳》国家标准于2007年2月初颁布实施。本标准修订由全国气体标准委员会、全国食品发酵标准化中心和卫生部食品卫生监督检验所主管。二氧化碳是广泛的气体添加剂，随着人民生活水品的提高以及世界知名碳酸饮料的涌入，二氧化碳的用户、生产企业、消费者对质量给予了前所未有的关注。原有的国家标准于1989年首次发布，现已不能满足饮料行业对该产品的质量要求。2000年,国家技术监督局下达了食品添加剂二氧化碳国家标准的修改计划，本标准对原有标准的技术内容进行了全面修订，取消了对生产原料和生产工艺的限定，控制项目由6项扩充到22项，并建立了相应的试验方法，使通过食用饮料可能造成伤害的各类有害物质得到了全面、有效的控制。同时，对有害物质指标提出了更高的要求，检测手段仪器化更加可靠。本标准与国际接轨使有害物质得到了有效控制，标准水平大幅度提高，对于保障人身健康、促进世界贸易交流与发展、提高产品质量等方面具有重要意义。

在人们越来越关注自己的生存环境、减少二氧化碳排放所造成的温室效应的同时，二氧化碳又能够为我们提供那么多应用的领域，所以我们更应该积极研发二氧化碳应用范围，并注重其捕集、提纯与回收技术的研发，变废为宝，造福于人类。

X701文献识别码A

1673-2251（2010）03-0072-02

10.3969/j.i ssn.1673-2251.2010.03.017