摘 要：随着我国经济的不断增长，对石油、煤炭等能源的需求量日益增加，排放的温室气体（CO2）对环境造成严重污染，为积极响应国家“碳中和”的号召，很多除碳技术相继涌现。而吸附法除 CO2因具有高效、简单等优点，在众多处理方法中备受青睐。本文主要介绍了近些年来利用粉煤灰实现碳封存、碳捕集的研究进展，指出了目前该领域存在的问题，并分析了未来发展趋势。

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关键词：粉煤灰；碳封存；碳捕集

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1 引言

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截至 2020 年末 2021 年初，中国 GDP 世界排名第 2 位，总量达 101.6 万亿元。GDP 的产生会消耗能源、排放温室气体。据统计，仅 2019 年我国各领域二氧化碳总排放量 98.26 亿吨，位居世界第一。随着 2006 年联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）发布了《CCS 技术特别报告》后，碳封存与捕集（Carbon Capture and Storage，CCS）得到人们的高度重视，相关话题持续升温。表 1 列出了近 15 年我国在“碳排放”中的重要举措。目前对于降低二氧化碳总量主要有两个途径：一方面是降低源头排放，即提高能源使用效率，扩大对绿色、清洁能源的使用占比；另一方面是进行末端治理，即通过植树造林节能减排等方式将排放出的二氧化碳抵消，实现“碳中和”。总而言之，能源效率的提高、可再生能源的发展及二氧化碳捕获和封存技术的开发利用是实现低碳经济的主要方式。

由于我国“多煤贫油少气”的能源结构特征，未来几十年内，煤炭依然会是我国的主要能源供给原料。这使得我国在优化能源结构、促进可再生能源，如水电、风电、太阳能等的发展，提升能源利用效率的同时，还需要大力推广低碳技术。粉煤灰是火热发电厂静电除尘器部分产生的飞灰，属于工业固废的一种。近年来对其利用方式多种多样，建筑领域可作为水泥、筑路材料，农业领域可作为土壤改良剂，冶金工业可以提取铁、铝等金属元素，生态环境方面用于对废水、废气的净化处理。为增加其高值利用率，通过粉煤灰合成沸石逐渐成为研究热点，特别是相关类型的沸石对二氧化碳的去除也有很好的效果。利用粉煤灰实现碳封存与捕集并将其应用到工业中，逐渐变为可能。

2 利用粉煤灰实现碳封存

粉煤灰与天然矿物相比，用其作为矿化封存 CO2的原料有如下优点，包括无须预处理，反应性高，材料成本低和接近 CO2排放源（火力发电厂）。目前利用粉煤灰实现碳封存的方法大体分三种，分别是：湿法碳酸化、干法碳酸化和直接液相矿化法。作用机理见表 2。