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本文1279字，阅读约需3分钟 摘 要：捕获排放的CO2并将其用作资源进行再利用的“碳循环技术”被认为是实现碳中和的重要技术之一，有望用于诸多领域的碳减排，本文主要介绍了利用无碳氢的CO2利用相关研发动向。 关键字：碳循环技术、无碳氢、CO2再利用、CO2资源化、碳中和 在全球脱碳化的浪潮中，“碳中和”一词频被提及。日本前任首相菅义伟于2020年10月宣布了2050年实现碳中和的目标。2021年10月，日本内阁会议审议通过了《第六次能源基本计划》*1，公布了实现2050年碳中和的政策路线。在该计划中，将氢作为新型资源，氢的利用被视为实现碳中和的关键技术。 氢在应用于燃料电池等时不会排放二氧化碳（CO2），但目前使用的绝大部分氢是化石燃料重整氢，制造时会排放CO2。对此相对，利用太阳能发电和风力发电等可再生能源进行水电解而得到的氢是无碳氢。近年来，关于无碳氢的利用越来越受到关注。 另外，除了无碳氢，捕获排放的CO2并将其用作资源进行再利用的“碳循环技术”也被认为是实现碳中和的重要技术，正在研发中。 碳循环技术在日本2020年12月制定的《绿色增长战略》*2中被定位为有望增长的14个重要领域之一。在该技术中，捕获、分离和回收CO2作为资源，通过矿化将CO2再利用到混凝土等，通过甲烷化将CO2再利用到合成燃料，以及通过人工光合作用等将CO2再利用到合成基础化学品中，由此抑制CO2排放。 碳循环技术有望用于诸多领域的碳减排，但该技术也存在需要解决的课题，例如降低成本，提高制造工艺的效率，开发实现该技术的基础材料等。针对这些课题，全世界都在开展相关研发。 接下来，针对将CO2作为资源制造基础化学品的技术领域中的案例，重点介绍利用无碳氢的案例。 在碳循环中，CO2是基础化学品的资源。特别是合成作为塑料原料的C2～C4烯烃（以下称为“低级烯烃”）、芳香族化合物，以及作为低级烯烃原料的甲醇，从合成高附加值的产物这一点来看该技术十分重要。在该领域中，首先应该解决的技术课题是产物的选择性低，因此需要开发催化剂等的基础材料，并开发伴随电化学反应的装置的技术。 在这样的背景下，日本国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构（NEDO）正在着手开发以CO2为原料的对二甲苯的制造技术*3。对二甲苯在工业中是重要的基础化学品，可加工成聚酯纤维、矿泉水瓶用树脂等。该项目计划对用于以CO2和无碳氢为原料制造对二甲苯的催化剂进行改良，并开发量产工艺。预计今年对二甲苯的全球需求量将达到约5000万吨/年。如果利用该技术，则每生产1kg的对二甲苯就可以固定3.2kg的CO2。 此外，欧盟正在Horizon 2020项目中实施“SELECTCO2”项目*4。该项目主要开发催化剂、膜等基础材料，以便在利用来自可再生能源的电力使CO2和水反应获得基础化学品时，获得更具选择性的产物。特别是在催化剂开发中，该项目正在探讨采用分子模拟以筛选出性能比现有材料更优异的候补催化剂。在基础材料开发方面，使用分子模拟技术获得电子结构分析结果并基于该结果预测物性，从而应用于材料开发。 为了使利用无碳氢的碳循环技术成为实现碳中和的关键技术，需要进一步推进该技术的利用普及。因此，除了保证碳循环的产业价值和需求外，还需建立起相关技术。目前，需要解决的课题是降低成本、提高制造工艺的效率等。为了在解决这些课题的同时推进技术开发并实现实用化，设定规划并制定路线图极为重要，在此基础上还需进行官民学一体合作。 注释： 翻译：史海燕 审校：贾陆叶 李 涵 统稿：李淑珊  ●利用混凝土与水泥构建脱碳社会！通过技术创新实现资源和CO2循环 ●为环境零负荷作出贡献的新一代能源利用技术和二氧化碳转换技术 |
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