国际能源署3月1日发布《2023年二氧化碳排放》报告指出，2023年全球与能源相关的二氧化碳排放量达到创纪录的374亿吨，较上一年增加4.1亿吨，增幅为1.1%。

二氧化碳在我们的生活和工业活动中扮演着重要的角色。当我们消耗煤炭、石油、天然气等能源时，就会释放大量的二氧化碳。这种现象主要出现在电力生产、交通运输，以及工业生产等领域。农业活动也是二氧化碳的来源，比如砍伐森林、开荒、草原变成耕地等。尽管植物可以通过光合作用吸收一部分二氧化碳，但过度砍伐森林和大规模消耗木材会导致二氧化碳的净排放。各种工业生产过程，比如玻璃、钢铁、化学品、水泥、食品等，都会排放二氧化碳。采矿和矿物加工，尤其涉及碳酸盐矿物的开采和处理过程，也是二氧化碳的来源之一。此外，海洋生物通过呼吸和代谢过程释放二氧化碳，同时海水会吸收大气中的二氧化碳，然后随着时间的推移以溶解碳的形式释放出来。

为了应对气候变化，很多国家正在采取措施减少二氧化碳的排放，并研究碳捕获和封存技术，以减少这些排放对环境的影响。碳捕获、利用和封存技术（CCUS）被形象地比喻为“温室效应警察”，有望解决这一难题。

CCUS技术是一种综合利用碳的技术，可分为碳捕获、碳利用和碳封存三个步骤。

碳捕获是指将工业排放的二氧化碳气体从大气中分离出来，最常见的方法是通过化学吸收、物理吸附、膜分离等工艺来实现。化学吸收是利用吸收剂对二氧化碳进行吸附，然后再进行脱附和回收；物理吸附则是利用固体吸附剂对二氧化碳进行吸附，通过改变温度或压力来进行脱附；而膜分离则是利用半透膜对二氧化碳进行筛选，从而实现分离。这些方法可以高效地将二氧化碳从废气中分离出来，为后续的利用和封存提供可靠的来源。

碳利用是将捕获的二氧化碳转化为有用的化学品或材料的过程。目前，碳利用技术主要包括合成燃料、化学品生产、材料加工等方面。合成燃料是将二氧化碳与水利用电力或其他能源进行电解反应，生成碳氢化合物，如甲烷或甲烯，从而实现能源的再利用和储存。化学品生产则是利用二氧化碳合成有机物，如醇、醚、酮等，广泛应用于化工领域。而材料加工则是利用碳纳米管、碳纳米片等碳材料，生产具有导电、导热、高强度等优良性能的新型材料。

碳封存是将捕获的二氧化碳永久储存在地下或海底，以防止其再次释放到大气中的过程。目前，主要的碳封存方法包括陆上封存和海底封存。陆上封存主要通过将二氧化碳注入地下的盐穴或岩石层中，利用地层封闭性来长期储存二氧化碳。而海底封存则是将二氧化碳输送到海底，通过水合物形成和溶解的方式，将二氧化碳稳定储存在海底。封存的目标主要是通过地质储存将大气中的二氧化碳，长期储存起来以减少温室效应。

沙特阿拉伯阿美石油公司是世界最大的石油生产公司。该公司在碳捕获技术方面不断优化化学吸收、物理吸附、膜分离等工艺，提高二氧化碳的分离效率和能耗控制。阿美石油公司的前沿探索为CCUS技术的发展和应用提供了可靠的技术支持和实践经验。

随着全球碳中和目标的提出，CCUS技术在全球减排中具有重要的应用前景。作为一种能够将工业废气中的二氧化碳进行捕获、利用和封存技术，不仅可以降低工业的碳排放量，还可以为碳资源的合理利用和能源转型提供技术支持。

据报道，全球有25个国家正在开展CCUS技术。2023年，我国油气田CCUS项目二氧化碳注入量超200万吨。这意味着我国二氧化碳地质封存取得巨大进展。

作为一种综合利用碳的技术方案，CCUS技术在全球应对气候变化和减排目标中具有重要的地位和作用。随着技术的不断突破和应用的不断拓展，相信CCUS技术将为全球气候治理带来更多的希望与可能。

（作者系中国科普作家协会会员）