在“征服”二氧化碳的攻堅(jiān)戰(zhàn)中，最具前瞻性的研究是集“制服”與“馴化”為一體，模擬自然界光合作用原理，將二氧化碳直接轉(zhuǎn)化成能源。
　　
　　化石燃料資源的瘋狂開(kāi)采和二氧化碳的過(guò)度排放，導(dǎo)致地球上的環(huán)境惡化、氣候異常、資源枯竭，人類的生存面臨嚴(yán)重的威脅。
　　
　　既要滿足不斷增加能源的需求，又要解決日益嚴(yán)重的二氧化碳危害，人類面臨著兩難的境地。各國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)和人員、企業(yè)界為此進(jìn)行了多種努力和探索。
　　
　　被動(dòng)應(yīng)對(duì)與主動(dòng)攻堅(jiān)
　　
　　目前各方研究大致可以分為被動(dòng)應(yīng)對(duì)和主動(dòng)攻堅(jiān)兩大類型。
　　
　　被動(dòng)應(yīng)對(duì)的措施主要有三種，一是節(jié)能減排，大力開(kāi)發(fā)和推廣節(jié)能產(chǎn)品，以控制和降低二氧化碳排放；二是開(kāi)發(fā)和推廣清潔能源；三是保護(hù)和恢復(fù)地表植被，依靠植物的光合作用吸收二氧化碳。
　　
　　這些措施目前在不少國(guó)家或地區(qū)已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可和實(shí)行，但本質(zhì)上屬于對(duì)二氧化碳威脅的一種被動(dòng)消極應(yīng)對(duì)，從戰(zhàn)略上和現(xiàn)實(shí)上都不能從根本上解決問(wèn)題。節(jié)能減排只能延緩化石燃料資源消耗及二氧化碳排放的速度，而對(duì)于“化石資源耗盡、環(huán)境繼續(xù)惡化”的未來(lái)前景則難以改變；新型清潔能源的開(kāi)發(fā)盡管已經(jīng)數(shù)十年，但由于功效比、投入產(chǎn)出比以及持續(xù)穩(wěn)定性方面的限制，在全世界能源格局中，只能減輕人們對(duì)化石能源的依賴程度。專家預(yù)測(cè)，在化石能源耗盡之前，新型清潔能源難以取代其地位，承擔(dān)起人類活動(dòng)的主要能源的角色；至于依靠植物來(lái)吸收二氧化碳，其作用更是有限，只能用于人們生活小區(qū)的環(huán)境改善，相對(duì)整個(gè)地球而言，人類對(duì)森林植被及綠地的破壞尚未遏制，地球的“肺功能”遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有恢復(fù)。
　　
　　主動(dòng)攻堅(jiān)的方式大致分為“制服”和“馴化”兩路大軍。所謂“制服”，就是通過(guò)人工手段將大氣中的二氧化碳鎖定在特制的設(shè)備中，防止其對(duì)環(huán)境的破壞。有科學(xué)家提出，采用高壓存儲(chǔ)二氧化碳方式，將其液化，深埋海底。但是，高壓存儲(chǔ)和深埋面廣量大，成本奇高；而且，對(duì)密封材料及工藝的要求，現(xiàn)有技術(shù)難以企及，一旦發(fā)生泄漏，將導(dǎo)致海水酸化，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成毀滅性的破壞。
　　
　　所謂“馴化”，就是利用科技手段，將二氧化碳重新轉(zhuǎn)化成可以利用的資源。比如，現(xiàn)在比較普遍地將二氧化碳用于生產(chǎn)純堿、尿素、汽水的化工原料，滅火材料以及食品冷藏等等，但生產(chǎn)這類化工原料的資源相當(dāng)廣泛，而利用途徑受到限制，這對(duì)于日益嚴(yán)重的溫室氣體來(lái)說(shuō)，無(wú)異于“杯水車薪”。
　　
　　集“制服”與“馴化”于一體
　　
　　在征服“二氧化碳”的攻堅(jiān)戰(zhàn)中，最具前瞻性的研究探索是集“制服”與“馴化”為一體，模擬自然界光合作用原理，將二氧化碳直接轉(zhuǎn)化成能源。一旦成功，既能直接減少大氣中的二氧化碳，又能開(kāi)辟一種新型清潔能源。這種思路無(wú)疑是人類最終戰(zhàn)勝“二氧化碳”的最佳選擇。
　　
　　近年來(lái)，一些研究已經(jīng)成功地用二氧化碳和水反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳，從而獲得了生產(chǎn)新燃料的物質(zhì)基料。這是個(gè)巨大的進(jìn)步。但是制約這些成果進(jìn)入市場(chǎng)的最大障礙，就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化所耗費(fèi)的能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所能提供的能源。如何克服這種“得不償失”成為人類新的攻堅(jiān)目標(biāo)。
　　
　　由美國(guó)化學(xué)家、伊利諾伊大學(xué)（University of Illinois）原教授、現(xiàn)任Dioxide Materials Inc的CEO理查德·馬塞爾（Richard Masel）領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出將二氧化碳低耗高效地轉(zhuǎn)化成新能源的關(guān)鍵技術(shù)，為人類將二氧化碳“變廢為寶”開(kāi)辟了新的道路，受到國(guó)際上的廣泛關(guān)注。他們的成果分別發(fā)表在近期的《科學(xué)》雜志和《科學(xué)美國(guó)人》雜志上。
　　
　　該項(xiàng)新技術(shù)的獨(dú)辟蹊徑之處就在于，以自然界取之不盡的光能或者風(fēng)能為初始能源，依靠現(xiàn)有的光能、風(fēng)能發(fā)電技術(shù)，用其生產(chǎn)的電能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成一氧化碳與氫氣的合成氣體，這種氣體就可以再生產(chǎn)出石油、柴油、乙醇、甲醇等工業(yè)原料。
　　
　　這項(xiàng)成果的核心技術(shù)，是研發(fā)出一種以離子溶劑為電解質(zhì)和催化劑的電化學(xué)系統(tǒng)，從而解決了二氧化碳轉(zhuǎn)化為新能源中的高能耗問(wèn)題，預(yù)示著二氧化碳“變廢為寶”成為可能。
　　
　　在這個(gè)系統(tǒng)中，通過(guò)離子溶劑的作用，水在正極上分解并釋放出氫離子，氫離子滲透并且遷移至負(fù)極上，和負(fù)極上的二氧化碳反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳和氫氣。由于離子溶劑這項(xiàng)新技術(shù)的作用，二氧化碳只需要非常低的電能就可以轉(zhuǎn)化為合成氣體，生產(chǎn)效率由之前的不到30％達(dá)到80%以上，而所消耗的電能僅為之前的十分之一。這就成功地攻克了二氧化碳在電化學(xué)轉(zhuǎn)化中因超高電勢(shì)導(dǎo)致的高耗低效這一瓶頸，解決了目前科技界在這一領(lǐng)域面臨的普遍難題，為人類降伏“二氧化碳”開(kāi)創(chuàng)了新的里程碑。
　　
　　正是由于這項(xiàng)新技術(shù)在治理環(huán)境和能源開(kāi)發(fā)中發(fā)揮雙重作用，起到“一箭雙雕”的效果，具有廣闊的市場(chǎng)前景，美國(guó)《科學(xué)》雜志在刊發(fā)成果的同時(shí)，給予了極高的評(píng)價(jià)：“完全有可能利用地球上最豐富、可循環(huán)的能源物質(zhì)，為包括工礦企業(yè)、汽車在內(nèi)的任何設(shè)備提供動(dòng)力，而不會(huì)由此產(chǎn)生溫室氣體。”
　　
　　將帶來(lái)革命性變化
　　
　　項(xiàng)目牽頭人馬塞爾指出，這項(xiàng)新技術(shù)將在新能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命性變化。它的重要意義在于：
　　
　　首先，能夠直接減少大氣中二氧化碳的含量，有效緩解溫室氣體對(duì)人類環(huán)境的壓力。他舉例說(shuō)，假如一個(gè)發(fā)電廠和80萬(wàn)輛汽車年排放二氧化碳分別為400萬(wàn)噸，全年的二氧化碳排放總量就是800萬(wàn)噸。如果將發(fā)電廠排放的二氧化碳收集起來(lái)，用這項(xiàng)新技術(shù)來(lái)制造汽車所需要的汽油等燃料，就可以直接減少400萬(wàn)噸的二氧化碳排放，同時(shí)解決80萬(wàn)輛汽車所需要的絕大部分燃油。
　　
　　其次，它既不需要化石原料提供動(dòng)能，僅利用光能或風(fēng)能就將二氧化碳低耗高效地轉(zhuǎn)化成新的可用能源物質(zhì)，又不會(huì)與其他生物質(zhì)能爭(zhēng)搶資源，不對(duì)糧食生產(chǎn)構(gòu)成威脅。這就為人類減少對(duì)化石能源的依賴，保護(hù)植被和耕地，開(kāi)發(fā)可持續(xù)、可循環(huán)的新能源開(kāi)辟了一條全新的途徑。
　　
　　第三，解決了目前光能、風(fēng)能利用不延續(xù)、不穩(wěn)定、難儲(chǔ)運(yùn)的問(wèn)題，為人類更有效地利用光能、風(fēng)能提供了可選擇的方式。目前的光能和風(fēng)能主要是轉(zhuǎn)化為電能。但是，一方面電能的存儲(chǔ)和傳輸，盡管有新材料、新技術(shù)的不斷推出，但終究無(wú)法避免其耗減；另一方面光能和風(fēng)能受制于晝夜變化及氣候的影響，難以為人們有計(jì)劃、有規(guī)律地利用。而這項(xiàng)新技術(shù)在本質(zhì)上并沒(méi)有將光能和電能消耗丟失，而是在與二氧化碳和水的化學(xué)反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生出合成氣體這種可以存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)哪茉摧d體。如同自然界的光合作用一樣，植物利用光能將二氧化碳轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠�合物（例如碳水化合物、糖，等等），其載體就是植物、煤礦、原油，等等。人類從古至今所使用的能源物質(zhì)，絕大部分都是這種轉(zhuǎn)化的結(jié)果。這項(xiàng)人工光合作用生產(chǎn)的能源載體，將自然界需要十年、幾十年甚至上百年、千年才能完成的轉(zhuǎn)化縮短為短短的瞬間，而且同樣便于存儲(chǔ)和運(yùn)輸，其優(yōu)勢(shì)是不言而喻的。
　　
　　第四，將“合成氣體”煉制成石油、柴油、乙醇、甲醇等燃料已經(jīng)是較為成熟的生產(chǎn)工藝，國(guó)際大型石油公司一直在用這類合成氣加工成石油，這項(xiàng)新技術(shù)完全具備了大面積推廣使用的條件。
　　
　　馬塞爾根據(jù)目前大型石油公司的需求及合作意向作出判斷，這項(xiàng)新技術(shù)在2015年以前為推廣完善期，2018年將會(huì)廣泛運(yùn)用。到2020年，該項(xiàng)新技術(shù)將作為人類控制溫室氣體的重要手段，納入各國(guó)碳排放計(jì)劃指標(biāo)。
　　
　　筆者認(rèn)為，新技術(shù)的問(wèn)世，對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)能源需求和消耗的大國(guó)，更具有既緊迫又可行的推廣價(jià)值。
　　
　　一方面，中國(guó)既要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源不斷增加的新需求，又要不斷控制和減少二氧化碳的排放，矛盾已經(jīng)相當(dāng)突出。11月9日，溫家寶總理主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，討論通過(guò)了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》。據(jù)了解，2009年我國(guó)石油進(jìn)口就達(dá)2.038億噸，依存度已經(jīng)超過(guò)50%。而二氧化碳排放量大，減排的任務(wù)相當(dāng)艱巨。
　　
　　另一方面，中國(guó)已經(jīng)具備利用這項(xiàng)新技術(shù)的條件。經(jīng)過(guò)這些年的技改投入，國(guó)內(nèi)已經(jīng)初步建成了太陽(yáng)能電池板和風(fēng)能設(shè)備的規(guī)模生產(chǎn)，完全能夠適應(yīng)新技術(shù)初始電能的需要。同時(shí)，像中石油、中石化等大型企業(yè)都擁有著將合成氣體煉制成能源物質(zhì)的能力和工藝。
　　
　　因此，只要國(guó)家從宏觀的能源戰(zhàn)略層面予以指導(dǎo)和引導(dǎo)，在財(cái)政和稅收政策上納入“新能源”和“減排”的范疇，予以扶持和支持，這項(xiàng)新技術(shù)必將在中國(guó)的未來(lái)能源戰(zhàn)略及發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮重要的作用。
　　

　　來(lái)源：瞭望新聞周刊