CO2的能源化利用技術進展與展望

謝和平，劉 濤，吳一凡，王云鵬，陳 彬，廖海龍

(1.四川大學 新能源與低碳技術研究院，四川 成都 610065；2.深圳大學 深地科學與綠色能源研究院，廣東 深圳 518060；3.四川大學 化學工程學院，四川 成都 610065)

近年來，人類每年排放CO2約32 Gt，2020年大氣CO2濃度達412 mg/L[1]，加速全球變暖，導致氣候變化、災害頻發(fā)、冰山消融等一系列環(huán)境問題，碳減排勢在必行[2]。其中，2019年，中國CO2排放量約占全球碳排放總量的28%[3]，以煤炭為主的能源結構致使中國在碳減排之路上面臨著巨大的壓力與挑戰(zhàn)[4]。

“碳中和”是指一定時間內(nèi)的CO2排放通過CO2去除技術達到平衡，實現(xiàn)凈零碳排放。中國在2020年的聯(lián)合國大會向世界鄭重承諾：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和[5]。”學界普遍認為碳中和可通過3種技術策略來實現(xiàn)，即：少碳、用碳和無碳[6]?！吧偬肌睆娬{對現(xiàn)有技術的能效升級，通過“節(jié)能增效”從源頭上減少排放?！盁o碳”著眼能源領域的“開源”，旨在以太陽能、風能等可再生的清潔能源取代傳統(tǒng)化石能源?！坝锰肌笔遣捎肅O2捕集、利用與封存技術（CCUS）消耗利用已產(chǎn)生的CO2[7]。基于短期內(nèi)能源結構難以發(fā)生根本性變革的前提下，以“用碳”為目的的CCUS技術將是保障中國實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”目標最重要的策略之一。

圖1為CCUS技術路線示意圖。如圖1所示：CCUS技術通常先將碳源排放的低濃度CO2進行捕集，轉變?yōu)楦邼舛菴O2；后續(xù)用于CO2還原制取燃料和化學品，或礦化反應轉變?yōu)樘妓猁}產(chǎn)品[8-10]，以及大規(guī)模封存等。盡管CCUS技術早在20世紀80年代就已經(jīng)提出并發(fā)展至今，但受限于其技術過程的高能耗，CCUS技術的發(fā)展遠遠沒有達到預期的目標規(guī)模[11]。例如，當前最為成熟的采用乙醇胺（MEA）為吸收劑的CO2捕集技術能耗高達4 GJ/t[12]，雖然該技術已進入商業(yè)示范，但高能耗在一定程度上限制了該類技術的進一步大規(guī)模推廣。此外，捕集后的CO2通過諸如CO2催化還原、CO2礦化封存等方法進一步轉化利用時，依然難以突破高能耗、高成本的技術瓶頸。在CCUS技術體系的發(fā)展過程中，“高能耗”似乎成為了“卡脖子”的技術難題，特別是在當前依然以煤、石油、天然氣等化石能源為主的能源體系中，高能耗意味著需進一步“犧牲”化石能源換來碳減排，其全生命周期的凈減排效率仍有待考量。不過，隨著可再生電能的不斷發(fā)展，圍繞“CO2能源化利用”的電化學技術不斷萌生，CO2的能源化利用似乎恰好提供了一個更具前景的CO2減排利用方案[13]，有望在突破CCUS技術高能耗的發(fā)展瓶頸和緩解新能源周期性消納的問題上同時發(fā)揮作用。

圖1 CO2捕集、利用與封存（CCUS）技術路線示意圖Fig.1 Schematic diagram of the technical route of CO2 capture,utilization and storage (CCUS)

嚴格意義上講，“CO2能源化利用”應指能量來源于CO2自身的物理或化學變化；但隨著儲能技術與CO2減排技術的交叉融合，這一概念的邊界在不斷拓寬，即使這些能量溯源并不來源于CO2。

自20世紀40年代以來，CO2能源化技術不斷突破并發(fā)展至今（圖2）。作者對當前CO2能源化利用技術進行簡單的梳理介紹，并按反應原理和目標需求將CO2能源化利用劃分為“耦合儲能的CO2電池技術”“回收能量的CO2電容器/電池技術”和“深度發(fā)電的CO2礦化電池技術”三大技術類別，并分別進行了分析與展望，旨在為CO2能源化利用之路的發(fā)展提供思路參考。

圖2 CO2能源化利用技術發(fā)展概況Fig.2 Overview of the development of CO2 energy utilization technology

1 CO2化學利用的熱力學原理

對于CO2的化學利用，通?？煞譃閮纱箢悾篊O2還原與CO2碳酸化，如圖3所示。圖3中：在閉式碳循環(huán)中（路徑①），燃料燃燒輸出能量并產(chǎn)生CO2，產(chǎn)生的CO2通過能量輸入被還原再生燃料，如甲烷、甲醇等；然而，熱力學表明，CO2再生燃料是一個吉布斯自由能變ΔG＞0的過程，因此再生燃料需要額外的能量輸入，這意味著在化石能源輸入的閉式碳循環(huán)路徑中，再生燃料可能會導致更多的碳排放。路徑②是將CO2還原生產(chǎn)有機化學品，如乙烯、甲酸等，類似自然界的光合作用，這是對CO2資源化利用最理想的手段之一。同樣地，CO2還原為化學產(chǎn)品的能量溯源不能是碳基燃料，只有耦合太陽能、風能等可在生能源的輸入才能實現(xiàn)該過程的CO2凈減排。

圖3 CO2化學利用吉布斯自由能變化Fig.3 Changing Gibbs free energy of CO2 chemical utilization

CO2碳酸化或CO2礦化是將CO2固定為碳酸鹽的過程（圖3中的路徑③），也是目前已知的唯一ΔG＜0的CO2利用途徑[14]，理論上可以對外輸出能量。CO2礦化后的碳酸鹽產(chǎn)物能位更低，這也意味著碳酸鹽比CO2更加穩(wěn)定[15]。然而，自然界中CO2礦化過程動力學速率緩慢，通常需要提供高溫高壓反應環(huán)境的同時輔以減小原料粒徑、快速攪拌等手段來加快礦化反應速率[16]，這使得提取CO2礦化反應過程的低品位能量成為一項世界性的技術難題。

2 CO2能源化利用技術

2.1 耦合儲能的CO2電池技術

“CO2發(fā)電”這一概念源于20世紀40年代Sulzer等提出的超臨界CO2發(fā)電技術[17]。利用超臨界CO2良好的物理特性將熱能儲存，并轉化為機械功從而產(chǎn)出電能。該技術是將超臨界CO2作為一種循環(huán)工質，拉開了CO2能源化利用的序幕。與超臨界CO2發(fā)電技術同時期開展的熔融碳酸鹽燃料電池技術[18]提供了一種以CO2作為化學循環(huán)介質的CO2能源化利用手段。該電池系統(tǒng)的本質是將H2、CH4等燃料的化學能通過電化學反應直接轉化為電能輸出，而CO2則僅作為一種循環(huán)的化學介質，如圖4所示。例如：圖4（a）以H2為燃料的電池在工作時負極區(qū)H2被氧化放出電子并和反應產(chǎn)生CO2和H2O，正極區(qū)O2接收電子與CO2反應重新再生成碳酸鹽（反應式（1）～（3））。

正極反應：

負極反應：

總反應：

雖然該技術并未實現(xiàn)CO2的凈減排，但不可否認的是，這一技術開啟了CO2能源化的化學利用。

在進一步的發(fā)展中，金屬-O2/CO2電池為儲能耦合的CO2能源化利用提出新的思路。2011年，Takechi等[19]率先提出一種Li-O2/CO2電池，該電池的開路電壓可達2.7 V；Lim等[20]研究表明，在Li-O2/CO2電池放電過程中，電池正極吸收的CO2產(chǎn)生了Li2CO3鹽反應式（4）～（6），填充了正極孔隙，這與熔融碳酸鹽燃料電池正極過程相似，如圖4（b）所示，且研究證實了電池性能優(yōu)異的原因在于CO2對正極·自由基的快速消耗[21]。然而，CO2生成Li2CO3鹽的過程并不是CO2自身的還原反應，電化學系統(tǒng)中與Li氧化反應相匹配的是O2的還原反應，這一點十分重要。因此，對于一個一次放電過程的Li-O2/CO2電池系統(tǒng)，這意味著減排1分子量CO2需要消耗2分子量的Li金屬，后續(xù)諸如Na-O2/CO2電池、Al-O2/CO2電池等金屬-O2/CO2電池技術不斷被提出，但這類以消耗金屬來產(chǎn)生金屬碳酸鹽的碳減排方法似乎不具有經(jīng)濟性。

Li-O2/CO2正極反應：

Li-O2/CO2負極反應：

Li-O2/CO2總反應：

另一種CO2能源化利用的方法是將CO2電化學還原技術與金屬-CO2電池技術耦合?？紤]將金屬-O2/CO2電池設計成可充放電的儲能系統(tǒng)，如圖4（c）所示。在Zn-O2/CO2電池系統(tǒng)（反應式（7）～（10））中，放電時CO2被還原為碳基產(chǎn)物，如CO、HCOOH等；充電過程發(fā)生析氧反應，同時伴隨著金屬Zn的再生[22]。在后續(xù)的發(fā)展中，可充放電式的Li-CO2電池（反應式（11），圖4（d））[23]、Na-CO2電池等金屬-CO2電池技術也被陸續(xù)報道[24]。這類技術中系統(tǒng)的能量源于可再生電能的補充，而產(chǎn)物的形式取決于電催化劑種類。然而，受CO2電化學催化還原技術發(fā)展的制約，通常系統(tǒng)中針對單一高附加值產(chǎn)物的選擇性較低。因此，針對金屬-CO2電池，提高CO2電化學催化還原選擇性是提高該電池性能的關鍵之一。

圖4 CO2利用的電池技術[18,20,22-23]Fig.4 Battery technology for CO2 utilization[18,20,22-23]

Zn-O2/CO2電池充電過程：

正極反應：

負極反應：

Zn-O2/CO2電池放電過程：

正極反應：

負極反應：

Li-CO2電池：

水系金屬-CO2電池是通過耦合制氫來實現(xiàn)電能輸出或能量存儲的一種模式，如圖5所示。2018年，Kim等[25]提出一種有機/水系混合的Na-2CO2電池技術（圖5（a））。負極區(qū)金屬Na被氧化放出電子并產(chǎn)生Na+，正極區(qū)H2O被還原產(chǎn)生H2和OH-，體系中產(chǎn)生的NaOH用于CO2的吸收，生成NaHCO3。該技術被報道可用于超過1 000 h的穩(wěn)定產(chǎn)電產(chǎn)氫過程，并嘗試用于了海水的“制氫-減碳-產(chǎn)電”一體化。相應地，Kim等[26]在2021年提出一種充放電循環(huán)式的全水系的Mg-CO2電池（圖5（b）），該電池可在64.8 mW/cm2的功率密度下，實現(xiàn)大于92%的法拉第效率和超過80次的充放電循環(huán)。其中，放電過程中的Mg金屬被氧化生成Mg2+，并與析氫反應側產(chǎn)生的OH-和CO2一同生成Mg(HCO3)2。

圖5 水系金屬-CO2 電池[25-26]Fig.5 Aqueous-CO2 battrey[25-26]

除金屬-CO2電池體系外，非金屬類的CO2電池也被報道用于CO2的能源化利用。2020年，Liu等[27]提出一種H2/CO2燃料電池，可將CO2還原為燃料（如CH4），同時，對外輸出電能。該電池在170 ℃的環(huán)境下可實現(xiàn)最大3.9 W/m2的產(chǎn)電功率。

耦合儲能的CO2電池技術作為最早興起的CO2能源化利用技術，不僅體現(xiàn)在CO2減排的環(huán)保意義上，也為緩解新能源周期性波動提供了技術方案。然而，正如熱力學分析所提到的，CO2還原本身是一個ΔG＞0的能量輸入過程。這意味著對于CO2還原類電池，能量最終來源于可再生能量的輸入，亦或是高能位的反應物，這需要綜合考慮技術成本和經(jīng)濟性才能確保這類技術在碳中和路徑下的大規(guī)模推廣應用。此外，CO2電化學還原技術與金屬電池技術本身作為各自獨立的技術體系，其穩(wěn)定性、反應效率等技術瓶頸也同樣制約著CO2電池技術的發(fā)展，這意味需要多領域攜頭并進才能沖破CO2電池商用化的技術“牢籠”。

2.2 回收能量的CO2電容器/電池技術

工業(yè)CO2排放于大氣中，是一個CO2被稀釋的過程。通常情況下，燃煤電廠煙氣中約含有10%～15%濃度的CO2，而大氣中的CO2含量僅約為300～500 mL/L，二者濃度相差3個數(shù)量級。根據(jù)熱力學理論（式（12））可知，CO2被稀釋是一個吉布斯自由能ΔG＜0的過程，理論上可以對外輸出能量，這恰好與CO2捕集（CO2從低濃度分離至高濃度）的耗能過程相反。

式中：R=8.314 J·mol-1·K-1；T為溫度，K；Phigh為CO2在高濃度時的分壓；Plow為CO2在低濃度時的分壓。

2014年，Hamelers等[28]提出一種基于H2CO3解離的靜電電容器（圖6（a））。該技術采用了一層陰離子交換膜和一層陽離子交換膜分隔電容器的兩極，CO2水溶液置于兩膜中，H2CO3在水中解離為H+和并分別向兩極移動。該系統(tǒng)中，增大CO2分壓會增大溶液中的離子濃度，因此，通過空氣/CO2氣流交替吹掃溶液產(chǎn)生離子濃度差異可以獲取電能。作者估算了全球這種潛在能量的總量可達到1 570 TW·h。盡管該研究顯示采用乙醇胺（MEA）溶液比純水溶液能夠獲取更高的電能（分別為4.50、0.28 mW/m2）[28]，但受限于較低的能量密度和效率（32%），該技術仍然處于“試驗的搖籃期”。該技術的提出為末端CO2排放這一過程中能量的回收提出全新的思路。在后續(xù)研究中，Hamelers團隊進一步系統(tǒng)地建立了該方法的技術模型，并分析了電流密度與CO2分壓對系統(tǒng)性能的影響[29]。

2017年，Kim等[30]得益于贗電容器的啟發(fā)，提出一種基于可逆氧化還原反應的離子濃差CO2能量回收系統(tǒng)（圖6（b））。該系統(tǒng)采用MnO2作為反應電極，反應過程中，體系的H+與MnO2生成MnOOH，從而打破了H2CO3的離子解離平衡（反應式（13）～（15））。該系統(tǒng)通過建立pH梯度來實現(xiàn)CO2排放能量的回收，克服了傳統(tǒng)解離電容器功率密度低的技術難題，平均功率密度為820 mW/m2。

圖6 回收能量的CO2系統(tǒng)[28,30-31]Fig.6 CO2 energy recovery system[28,30-31]

除了打破CO2的水溶解平衡來實現(xiàn)CO2-空氣混合能的回收，Li等[31]提出一種全新的CO2再生胺基電池技術，如圖6（c）所示。胺類化合物，例如乙醇胺（MEA），通常被作為當前的CO2捕集體系中最常用的化學吸收劑，會與CO2反應生成氨基甲酸鹽。然而，研究表明，Cu2+對胺的絡合能力更強，這使得Cu-胺絡合反應能促使CO2從吸收的胺類溶劑中解吸，以此來獲取純的CO2。Cu2+/Cu的電化學可逆循環(huán)已被報道用于低能耗的CO2電化學捕集過程[32]。而CO2再生胺基電池技術可理解為Cu-胺電化學捕集體系的逆過程，因電池兩極存在著正向的離子濃差，因此反應過程可將CO2稀釋的能量回收，該系統(tǒng)的產(chǎn)電功率密度可達32 W/m2；但由于體系能量的產(chǎn)出會造成后續(xù)捕集系統(tǒng)效率降低，因此，還需折中考慮其經(jīng)濟性。

能量回收的CO2電容器/電池技術給出了一種全新的CO2能源化利用模式。因為在該類技術的背景下，CO2最終形態(tài)并未發(fā)生明顯的化學變化。這些技術在思考CO2排放能量的回收上設計巧妙，且潛力巨大。但該類技術并未實現(xiàn)CO2的減排處理。準確地說，回收CO2排放的能量更像是一種“節(jié)能”模式。若考慮到CO2的凈減排，這類CO2能源化利用手段仍需思考最終CO2的去向及捕集CO2需要重新輸入能量，以評估其收益。

2.3 深度發(fā)電的CO2礦化電池技術

最深度、直接的CO2能源化利用，應體現(xiàn)在CO2自身的能量變化上。根據(jù)CO2礦化反應（或碳酸化）熱力學吉布斯自由能降低這一特征（ΔG＜0），作者團隊于2014年提出一種CO2礦化發(fā)電的原理和技術路線[33]，將CO2作為一種潛在的能源和資源，實現(xiàn)了將CO2礦化反應化學能直接轉化為電能輸出的CO2減排新途徑。

CO2礦化電池本質上是酸性氣體CO2和堿性固廢形成的H+濃差電池（圖7）。在早期的電池體系中，通過循環(huán)H2作為氧化還原反應介質，采用析氫電極和氫氣擴散電極分別在正負兩極形成H2-H+氧化還原電對，將H+濃差（即ΔpH）轉化為電勢差（E=0.059×ΔpH），從而將CO2礦化反應中的化學能轉為電能輸出（反應式（16）～（18））。

圖7 第一代CO2礦化電池Fig.7 First CO2 mineralized cell

正極區(qū)：

負極區(qū)：

總反應：

該方法屬于第一代CO2礦化電池，其利用堿性固廢（如電石渣、鋼渣、粉煤灰等）和CO2作為反應原料，輸出電能的同時，將CO2固定為具有高附加值的碳酸鹽產(chǎn)品（如碳酸鈣、碳酸鈉等）。具有“減排CO2—輸出電能—固廢處理—工業(yè)生產(chǎn)”的四重作用。已報道的第一代CO2礦化電池（CMC-1）的開路電壓可達0.452 V，最大輸出功率密度約5.5 W/m2[33]，接近生物燃料電池水平。

2017年，作者團隊開發(fā)了第二代CO2礦化電池（CMC-2）[34]，如圖8所示。

圖8 第二代CO2礦化電池[34]Fig.8 Second CO2 mineralized cell[34]

其設計思路是將芒硝（Na2SO4）作為反應介質代替NaCl電解質，以增強CO2礦化產(chǎn)電性能。圖8中，在電池外反應并形成CaSO4沉淀，增加了負極電解室中進料流堿度（反應式（19）～（21））。

正極區(qū)：

負極區(qū)：

總反應：

此外，電池內(nèi)部的兩層隔膜被替換為單層隔膜，簡化了電池結構，改善了傳質過程，顯著降低了電池內(nèi)阻，使電池最大功率密度從5.5提升至34.5 W/m2，并可實現(xiàn)接近5 h的穩(wěn)定產(chǎn)電過程。

為獲得更大的H+濃差，使CO2礦化電池具有更大的開路電壓，作者團隊進一步提出用NaHCO3作為堿性浸取劑提升CO2礦化發(fā)電性能的方法[35]。在電池正負極兩側用相同濃度的NaCl溶液做電解質；同時，在負極側加入電石渣與NaHCO3反應生成碳酸鈣沉淀，促使電石渣中的Ca(OH)2轉變?yōu)楦邼舛萅aOH溶液，大幅提升負極堿度。該方法可實現(xiàn)最大產(chǎn)電功率64.6 W/m2的技術突破，但由于回收了產(chǎn)物NaHCO3并最終產(chǎn)出CaCO3，降低了產(chǎn)物的經(jīng)濟價值。熱力學吉布斯自由能變化計算表明，標準狀況下，礦化1 t CO2理論產(chǎn)電416.67 kW[36]，根據(jù)估計，第二代CO2礦化電池礦化1 t CO2可產(chǎn)電137.3 kW。經(jīng)過計算，CMC-2的熱力學效率僅為32.95%，CO2礦化電池仍有很大優(yōu)化空間。

事實上，由于受電極析氫反應和氫氣氧化反應動力學速率緩慢的限制，CO2礦化電池進一步發(fā)展仍面臨著諸多技術難題。首先，為了實現(xiàn)快速的析氫和氫氣氧化的電極反應，需要大量的貴金屬催化（如Pt/C催化劑），增大了該技術的成本；其次，存在復雜的氣-液-固三相反應界面，使電池在長期運行過程中，催化劑易被水淹沒，導致反應效率降低，甚至反應停止。

為克服氫氣循環(huán)貴金屬催化導致的高成本和氣體擴散電極在CO2礦化電池體系中三相反應界面失效的技術難題，作者團隊受自然界生物體內(nèi)高效質子耦合電子轉移反應（proton cycled electron transfer，PCET）的啟發(fā)，創(chuàng)新采用仿生質子耦合電子轉移的水相反應來代替氫氣的循環(huán)反應，實現(xiàn)質子傳導和電子回路構建。

作者團隊先后提出了兩類仿生PCET電化學質子源用于低能耗的CO2電化學捕集[37-38]，如圖9（a）所示；反應式如式（22）～（24）所示：

正極區(qū)：

負極區(qū)：

總反應：

作者團隊還開發(fā)了以PCET反應驅動的第三代CO2礦化發(fā)電技術[39]，如圖9（b）所示；反應式如式（25）～（27）所示：

圖9 第三代礦化電池[37,39]Fig.9 Third CO2 mineralization cell[37,39]

正極區(qū)：

負極區(qū)：

總反應：

式（22）～（27）中，Q為氧化還原介質，如吩嗪基衍生物等。

以PCET反應驅動的第三代CO2礦化發(fā)電方法能在有效避免貴金屬催化劑（Pt）使用的同時，提升電催化動力學速率，在近期試驗中實現(xiàn)了電池最大產(chǎn)電功率密度96.75 W/m2的技術突破。值得特別說明的是，該方法中除了存在質子濃差以外，還引入了PCET反應物的濃差。

為了推動該技術的實際應用，作者團隊建立了CO2礦化發(fā)電工業(yè)擴試平臺，如圖10所示，以進一步評估其產(chǎn)業(yè)化方案和工藝路線。

圖10 CO2礦化發(fā)電（從基礎研究到工業(yè)擴試）Fig.10 CO2 mineralized power generation (from basic research to industrial expansion)

CO2礦化發(fā)電技術為CO2能源與資源的雙效轉化利用提供一種前景可期的CO2利用新思路。據(jù)理論計算，中國每年排出的堿性固廢可礦化CO2約1.6×108t，并對外輸出約200億kW·h電能[36-40]。將CO2礦化發(fā)電技術與堿性固廢處理相結合，具有廣闊的工業(yè)應用前景與經(jīng)濟效益。

作者團隊還提出一種近零碳排放的煤炭清潔發(fā)電理念（圖11），即：通過前沿技術將直接煤燃料電池與新興技術CO2礦化發(fā)電相耦合，將煤燃料電池排放的CO2進行二次、深度發(fā)電，同時，將CO2固定為具有工業(yè)高附加值的碳酸鹽產(chǎn)品，該理念有望真正意義上實現(xiàn)煤炭發(fā)電清潔利用的技術夢想。

圖11 近零碳排放的直接煤燃料電池系統(tǒng)概念圖Fig.11 Conceptual diagram of a direct coal fuel cell system with near-zero carbon emissions

3 結論

近年來，CO2能源化利用技術的發(fā)展為碳中和提供了頗具潛力的減碳策略。然而，這些技術大多處于“搖籃期”，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，技術商業(yè)化之路依舊漫長。本文從耦合儲能、能量回收、深度發(fā)電3個角度對CO2能源化利用進行了介紹與探討。其中，當前CO2儲能電池系統(tǒng)的發(fā)展應加快推進CO2電化學還原和金屬儲能電池技術多重協(xié)效發(fā)展，才能取得顯著的技術突破。能量回收的CO2能源化利用技術應重點突破關鍵系統(tǒng)工藝及核心結構。同時，以“節(jié)能”為目標的工藝系統(tǒng)設計應綜合考慮全生命周期的CO2凈減排，設計“CO2排放—捕集—利用”一體化綜合能量回收系統(tǒng)將是該類技術未來的研究方向之一。CO2礦化發(fā)電作為CO2深度能源化利用手段，有望同時實現(xiàn)“CO2減排—固廢處理—電能輸出—化工生產(chǎn)”；其與直接煤燃料電池技術耦合形成零碳排放的能源系統(tǒng)，將有望在未來實現(xiàn)煤炭清潔發(fā)電。未來的CO2礦化發(fā)電技術應重點從電解質體系與催化材料等基礎研究方向攻關，圍繞電池穩(wěn)定性進行重點突破，同時綜合考慮堿性礦物活化、廢渣綜合處理等關鍵環(huán)節(jié)，以推動該技術推廣應用。

綜上，CO2能源化利用作為新的CO2利用策略，所涉及的CO2儲能、CO2能量回收、CO2深度發(fā)電三大技術方向的突破都將有助于加快實現(xiàn)低成本CCUS技術體系，推動碳減排產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力中國“碳中和”戰(zhàn)略目標的發(fā)展，形成世界CO2能源化利用的中國路徑。