科创中国
二氧化碳高附加值转换利用
发布时间:
2023-11-21
截止日期:2023-11-21
价格 双方协商
地区： 江苏省 连云港市 市辖区
需求方： 盛虹***公司
行业领域
水利、环境和公共设施管理业
需求背景
传统的非转化利用方式只能短暂的将二氧化碳从空气中移出，其很快将再次以二氧化碳的形式回到空气中；而封存等方式目前还无法实现经济上的可持续性，其可以被视为“碳中和”阶段的最后兜底选项。二氧化碳的资源化利用是未来 CCUS 技术发展的主要方式。
目前商业化运行的二氧化碳利用技术主要为二氧化碳驱油等相对传统的应用方式，附加值相对较低。
通过从碳原子的层级提高其原子利用效率，可有效实现二氧化碳的高附加值利用，例如将二氧化碳转化为无机碳酸盐，用于建筑等无机用途的附加值低于将二氧化碳通过生物转化变为淀粉等粮食，实现二氧化碳的有机利用；将二氧化碳中的碳转化为碳纳米材料，可实现碳元素的最高效利用。通过不断提高碳元素的附加值，可以实现二氧化碳利用技术的升级。
但较高附加值的二氧化碳利用技术目前仍处于研究及示范阶段，距离商业应用仍有较长距离。
目前的资源化利用方式包括物理利用、化学利用和生物利用三大类。其中部分化学利用方式已实现工业化生产，物理利用和生物利用方式尚处于早期。
需解决的主要技术难题
怎样将二氧化碳转化为烃类、材料类产品，降低企业二氧化碳温室气体排放，实现二氧化碳碳源变废为宝。
期望实现的主要技术目标
生物质制芳烃是以生物质为原料，通过合理转化来生产制备乙烯、丙烯、二甲苯等芳烃产品，是一种新兴的芳烃生产技术。生物质制芳烃不仅可减少芳烃生产对化石燃料的依赖性，也可缓解全球石油资源紧缺问题，伴随环保监管日益严格，以及能源转换速度加快，生物基芳烃有望逐渐取代石油基芳烃成为市场主流产品，未来生物质制芳烃市场发展空间广阔。
目前来看，生物质制芳烃路线主要包括间接法和直接法两种，其中间接法路线是生物质先被转化为有利于生产芳烃的中间产物，再由中间产物转化为芳烃。根据中间产物类型不同，生物质制芳烃间接法路线又分为生物质经合成气制芳烃、生物质经含氧化合物制芳烃以及生物质经合成油制芳烃三种转化途径。直接法路线即生物质催化热解技术，是指生物质经催化热解直接生成芳烃的工艺，相比于间接法路线，生物质制芳烃直接法路线具有工艺流程短、原料损失低等优势，是当前全球研究的重点方向，也是最具工业化前景的生物质制芳烃路线。
根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年中国生物质制芳烃行业市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，近年来，全球多家石油化工公司、生物化学品公司、高校和研究院对生物质制芳烃开展了一系列研究，并开发了多种制备线路，例如美国Virent公司开发的BioForming工艺、美国Gevo公司开发的生物基异丁醇制芳烃工艺、美国Anellotech公司开发的Biomass to Aromatic工艺（BTA）、清华大学的甲醇及二甲醚循环流化床制芳烃（FMTA）技术、中科院山西煤炭化学研究所的固定床甲醇及二甲醚制芳烃（MTA）技术等。
近年来，生物质制芳烃市场备受关注，但受技术限制，生物质制芳烃工业化进程缓慢，我国生物质制芳烃项目仍处于工业试验阶段，尚未得到产业化发展，未来行业发展仍面临较多挑战。但生物质制芳烃具有原料易得、环保可再生、节能减排等特点，在“碳中和”“碳达峰”战略目标下，生物质制芳烃市场有望迎来新的发展机遇。
需求解析
解析单位：“科创中国”生态环境产业科技服务团（中国环境科学学会） 解析时间：2023-11-26
刘霄龙
中科院过程所
副研究员
综合评价
二氧化碳的资源化利用是解决环境与能源问题的关键途径，旨在将温室气体转化为有用产品，实现经济与环境效益的双赢。其中，生物质制芳烃技术尤其受到关注，因其能将CO2转换为烃类和材料类产品，有望减少对化石燃料的依赖并缓解全球石油紧张状况。这项技术通过间接法和直接法两种路径，分别将生物质转化为中间产物后再生产芳烃，或直接通过催化热解转化为芳烃。直接法以较短的流程和低原料损失优势成为研究焦点，并有望工业化。全球范围内，许多公司和研究机构正致力于此项技术的研发，如Virent公司的BioForming工艺，推动了技术向商业化迈进。生物基芳烃的市场潜力随着环保法规加严和能源转型需求增加而增大，未来可能逐渐取代石油基产品。挑战在于提高技术成本效益、研发高效催化剂、优化生产工艺等方面。政策支持、市场推广和供应链完善对于技术商业应用至关重要。总的来说，生物质制芳烃技术作为一条有效的二氧化碳资源化途径，对于促进气候变化缓解和可持续能源转换具有显著的积极意义。
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