去年，人类活动共排放约320亿吨二氧化碳到大气中。根据联合国政府间气候变化专门委员会的预计，到2100年，这些温室气体排放必须降到近零才能阻止其对大气环境造成无法弥补的破坏。实现这一目标的最好方法是减少我们对化石燃料的依赖，但若阻止排放的二氧化碳进入大气中也能起到作用。

碳捕集与封存系统旨在将二氧化碳封锁到地下深处的多孔岩层中，目前这种方法需要较多能源且成本较高。因此对这一行业的关注领域转向了碳捕集与利用，旨在利用二氧化碳作为原料生产燃料、化工品和其它有用的产品。

9月29日，支持创新的XPrize慈善基金宣布将授予Carbon XPrize的获奖者2000万美元（1300万英镑），该竞赛旨在激励碳捕集与利用的研究。参赛者将提交他们利用燃气或燃煤电厂排放的二氧化碳的创意，其中最好的技术将在示范规模装置上进行测试。能将最多的二氧化碳转化为最具价值的产品的参赛团队将成为获胜者。

所有应对气候变化的努力都是值得肯定的。但碳捕集与利用技术的成败更多地取决于创新，这完全倚仗于经济性。

化工行业每年使用的二氧化碳已达到将近2亿吨，大部分都是与氨混合生产尿素。但二氧化碳位于一个很深的热力学井的底部，将其运输出来需要大量的能源。如果在将它转化为有价值的产品的同时会因为高成本的能源消耗导致额外的排放，这对气候变化仅有较小的益处。目前尚不清楚XPrize基金会是否将利用全生命周期评估来评判参赛者。

对环境和经济可持续发展的双重要求一直是CCS发展的一个艰难阻碍。溶剂吸收和释放二氧化碳引起的温度波动通常会让电厂的燃料消耗增加20-30%。虽然世界上第一个商业规模的燃煤电厂CCS系统项目去年在加拿大启动，但据悉该项目的主要资金来源是12亿美元的公共资金。最后，任何几乎完全依赖补贴的技术似乎从长远来看经济性存疑，不仅因为它容易受到政治变革的影响。北约克郡Drax电厂在政府结束了作为该公司的主要收入来源的再生能源免税后不久，就在9月放弃了对CCS系统投资10亿英镑的计划。

碳捕集与利用看上去更具吸引力的原因之一是其制造出来的产品可以抵消捕集二氧化碳的成本。

化学显然在碳捕集与利用中有着巨大的作用——实际上，这也是对于化学的重大挑战——并且在这一领域也已取得一些成绩。Covestro（原拜耳材料科学）开发了一种新型锌催化剂来结合二氧化碳和环氧丙烷成为多元醇，用于制造聚氨酯泡沫，预计明年开始生产。生命周期分析表明，该工艺相对传统的多元醇生产可以降低19%的温室气体排放以及16%的化石燃料消耗——对于每降低一个百分点都十分不易的行业这相当于大赚了一笔。

但这一技术领域并不局限于化学本身。生物圈在将二氧化碳转化为复杂的分子方面已有几十亿年的经验，而且许多公司已有示范项目使用藻类和蓝细菌来生产乙醇、丁醇和许多其他产品。生物学也有助于使碳捕集本身效率更高。例如，加拿大魁北克市的CO2Solutions公司使用定向进化研发出的极坚固的碳酸酐酶酶每天能帮助在纯水碳酸钾中捕集10吨二氧化碳。由生物学家、化学家和化学工程师的合作对于实现碳捕集与利用的经济性至关重要。

碳捕集与利用的一个缺点是，不管是燃料燃烧或是塑料降解，它的许多产品最终还是会将二氧化碳排放到大气中。没有人声称过仅靠碳捕集与利用能解决气候变化问题，但它可以帮助不断改善的捕集技术建立更好的经济案例。

许多经济学家认为，全球碳价可能会成为强制二氧化碳减排的最有效方法。通过规定全球二氧化碳排放量最低税，工业将会受到明确激励去投资碳捕集与利用和封存技术。

全球碳税收在政治上是否能被接受还有待观察。虽然这个想法在2009年哥本哈根气候峰会上一直受到冷遇，但值得注意的是，中国（二氧化碳排放量占全世界四分之一）最近宣布计划通过从2017年开始实施的全国性碳排放交易体制设定碳价。

最后，碳捕集、利用与封存等技术的前景并不妨碍我们利用已有的工具：税收以及市场的力量。（领先财纳编译）