二氧化碳排放造成的溫室效應，已經成為世界上最受關注的環(huán)境問題之一。從碳平衡觀點應對全球變暖問題，主要有兩大途徑：一是大力推廣節(jié)能減排技術，使用低碳或無碳燃料，減少溫室氣體的排放，實現(xiàn)源頭控制；二是將二氧化碳看作取之不盡、用之不竭的廉價資源材料，采用化學方法將其固定為大宗化工原料，從而實現(xiàn)變廢為寶的目標。

目前，全世界每年有近1.1億噸二氧化碳被化學固定，尿素是固定二氧化碳的最大宗產品，其次是無機碳酸鹽，以及將二氧化碳加氫還原合成為一氧化碳。此外，二氧化碳還被用于合成藥物中間體水楊酸等。

化學方法利用二氧化碳的重點是使惰性二氧化碳活化，從而作為碳或碳氧資源加以利用，這是科技界和產業(yè)界夢寐以求的目標。根據(jù)二氧化碳分子結構特性，其化學利用不外乎兩個方面。

其一，僅作為碳資源使用。目前，利用二氧化碳合成甲醇和甲酸是該領域研究的重點。存在的問題是甲醇和甲酸的附加值不夠高，制備過程和催化體系的經濟性有待提高。同時該過程需要消耗大量的氫氣，因而氫氣來源也是制約這一領域發(fā)展的重要瓶頸之一。

2007年11月，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室科學家杰弗里·馬丁和威廉·庫比茨提出了“綠色自由”概念，即生產碳平衡的合成燃料和化學品的概念，具體過程分3個步驟：第一步，利用濃碳酸鉀溶液吸收空氣中的二氧化碳；第二步，采用電解法把二氧化碳從溶液中提取出來，同時將水分解成氫氣和氧氣；第三步，將氫氣和二氧化碳轉化為合成燃料或有機化學品。“綠色自由”概念提出了將二氧化碳轉化成汽油的設想，引起全世界轟動，但應看到它還處于概念階段。

其二，作為碳氧資源同時使用。利用二氧化碳和氨合成尿素是二氧化碳規(guī)模固定和利用的最成功典范，而且，以尿素為基礎合成碳酸二甲酯等化學品也是化學利用二氧化碳的重要途徑。

目前，以二氧化碳和環(huán)氧化物共聚物為代表的二氧化碳基塑料已經成為研發(fā)的熱點。這類塑料具有可降解的特點，有助于解決塑料“白色污染”，是世界上發(fā)展最快的塑料品種之一，在世界范圍內具有3000萬噸以上的市場�；诙趸脊簿畚锏纳锝到馑芰嫌捎诙趸嫉闹亓亢砍^40％，具有相當?shù)某杀緝?yōu)勢，若能進一步改善塑料的性能，不僅有助于解決生物降解塑料的高成本問題，還將成為生物降解塑料的主導品種之一，為二氧化碳的化學固定提供了一個新的思路。目前，日本的新能源和產業(yè)開發(fā)綜合部正在支持企業(yè)實現(xiàn)二氧化碳基塑料的產業(yè)化，德國南方化學公司和美國Novomer公司也在建設二氧化碳基塑料生產線。

此外，二氧化碳的生物轉化也越來越受重視�？衫枚趸拣B(yǎng)殖生長周期短的植物生產液體燃料，或養(yǎng)殖藻類生產生物燃料，盡管該技術尚處于發(fā)展初期，但已經引起各國廣泛關注。

除了化學固定，二氧化碳還有與人們日常生活密切相關的許多物理利用，現(xiàn)每年用量高達1800萬噸，主要用于碳酸飲料、焊接保護氣、煙絲膨化劑、滅火劑等。物理利用在原料和能耗上對自然界的碳平衡是有貢獻的。

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