你听说过，碳还能被“捕捉”吗？
为了实现低碳、减碳目标，2023年有一群科学家做了件非常浪漫的事：捕捉二氧化碳的“碳寻计划”。
其中香港科技大学（广州）项目——低能耗环保固态胺直接空气碳捕集（DAC）试点建设，成为了获奖项目并取得国际认可。
在新的应用场景与减排需求下，CCUS（全称Carbon Capture, Utilization and Storage，指碳捕集、封存及再利用技术）的技术内涵不断丰富与拓展。捕集源由传统的能源/工业设施，逐步拓展到生物质和空气等中性碳源，直接空气捕集（DAC）技术已经成为实现气候目标的必要手段和CCUS技术的重要组成。
根据中国二氧化碳碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2023），CCUS技术正在被重新定位，成为中国碳中和体系的重要组成部分，特别是DAC这类负碳技术，为未来实现碳中和目标提供托底保障。
而这也正恰巧呼应了，现代“绿色碳科学”的理念。
铺设可持续发展道路
当你在炎热的夏日里，享受空调送来的清凉时，是否想过这背后的科学与环保的变革？
使用空调降温，无疑给我们的生活带来了极大的便利，但同时也伴随着能源消耗和碳排放的问题。而绿色碳科学，正是为解决这类问题而兴起的跨学科领域。
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“绿色碳科学”是什么？
绿色碳科学，是近年新兴的一门跨学科研究领域。它聚焦于碳资源的高效与循环利用，旨在从绿色化学和清洁过程工程的角度，构建碳资源利用和循环的方法和途径。
像碳资源加工、碳能源利用、碳固定到碳循环全过程涉及的碳化学键演变规律及原子经济性优化，这些都属于绿色碳科学的基本内涵。
02
“绿色碳科学”的意义
绿色碳科学的研究，既是为了应对全球气候变化的问题，也是关系到国计民生的大局。多元、低碳、循环和绿色清洁，是能源开发利用的必然趋势。
而绿色碳科学的发展，可以分为四个层次：
第一个层次是碳资源的优化，就是碳的加工过程中以碳的原子经济性衡量并优化其能源与化工利用；
第二个层次强化生物质转化利用以尽量少用化石资源，这相当于光合作用与化学过程相结合实现碳循环；
第三个层次以碳的化学循环补偿碳自然界循环，包括CO2的捕集和资源化利用；
第四个层次是可再生资源转化，如开发利用可再生能源实现CO2和水反应制备燃料与化学品的新反应途径。
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“绿色碳科学”的未来
绿色碳科学的发展前景虽美好，但实现双碳目标的过程中，往往也并存着挑战与机遇，需要我们去解决克服。
目前，结合化石能源优化利用、可再生能源规模化发展和CO2高效转化利用等领域涉及的能源科学基础，实现双碳目标主要有四大主要路径：
化石能源优化利用是关键。即“低碳”路径，通过提高石油、煤、天然气的过程能效与转化效率，并加大天然气等低碳资源开发力度，构建智能炼化工厂，实现传统能源低碳化。
氢能高效获取和替代碳资源是核心。可再生能源发电具有不稳定的先天缺点，将可再生能源发电与氢能源结合，就会产生良好的效果；以氢能的形式进行储能，具备长时间、大规模、能有效运输等特性，足以应对季节性变化带来的储能需求。此外，可再生能源发电技术进步也使低成本制氢看到了希望。
可再生能源规模化利用是根本。即是“零碳”路径，改变对化石资源的依赖，加快可再生能源开发利用，开发高效太阳能与大型风电技术、储能技术、生物质转化利用技术等。
CO2处理与负碳技术是未来。即“固碳或负碳”路径，推进CO2吸附与高效分离、CO2捕集与封存、CO2转化为高附加值的化学品或材料。
当然，除了上述的绿色碳科技，其实我们也是实现“双碳”目标的参与者。
通过“绿色”“环保”的生活方式，我们可以从衣食住行等一系列的生产生活方式上进行改变，积极响应，开展低碳生活。
比如日常中，可以少点用洗衣粉、塑料袋、一次性筷子；合理使用家用电器，使用节能的材料与设备；做好家庭的垃圾分类，绿色公交出行等。
绿色低碳既需要科技支持，也需要我们自觉坚持，从身边每件小事做起，形成绿色生活新风气。
资料来源：《绿色碳科学：双碳目标下的科学基础》第292期“双清论坛”学术综述、新华网《从低碳生活中读懂“绿色双碳”》、中国科学院、港科大（广州）