综述：印度的闭环碳管理策略：气候与能源韧性的路径

本综述系统阐述了印度在应对气候变化背景下实施碳捕集、利用与封存（CCUS）及二氧化碳去除（CDR）技术的战略路径。文章重点分析了针对难减排行业（如电力、钢铁、水泥等）的点源捕集技术，探讨了CO2矿化制备建筑材料与CO2衍生肥料的生产路径，强调了闭环碳循环的经济与环境协同效益。作者提出将强制性政策与自愿性碳市场机制相结合，为发展中国家提供了可推广的低碳转型框架。

　　

引言

全球能源消费的急剧增长与化石燃料的持续依赖导致温室气体排放显著上升，其中二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）是主要贡献者。印度作为全球第三大能源消费国，75%的能源需求依赖化石燃料，年排放量超过2600 Mt CO₂，其中80%来自电力、钢铁、水泥、石化和化工等难减排行业。为应对气候危机，印度承诺2030年碳强度降低45%、2070年实现净零排放，碳捕集与利用技术成为实现目标的核心路径。

CO₂利用技术

CO₂利用需满足三大条件：经济价值高、市场规模大、替代传统高碳工艺。印度建筑骨料市场预计从2024年的363亿美元增长至2035年的816亿美元，肥料市场同期从108亿增至140亿美元，为CO₂衍生品提供了巨大需求空间。关键技术包括：

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  矿化技术：通过直接或间接方法将CO₂转化为稳定碳酸盐，用于建筑材料生产。天然硅酸盐（如玄武岩、橄榄石）和工业副产物（钢渣、飞灰）提供丰富的钙、镁离子源。

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  酶催化与合成催化剂：碳酸酐酶（CA）可加速CO₂水合反应速率达百万倍，但其热稳定性和成本限制工业应用。新型仿生催化剂（如锌-环芳络合物）在 pilot 规模中展现潜力，耐受工业烟气中的SO_x/NO_x。

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  肥料生产：利用捕获的CO₂合成尿素或与绿氢结合生产绿色氨，可减少传统哈伯-博世工艺的碳排放。生物肥料（如根瘤菌、蓝藻）通过微生物固氮作用提升土壤碳汇，但需解决营养释放速率慢和标准化问题。

印度CCUS政策框架

印度通过“Panchamrit”战略明确气候目标，包括2030年非化石能源容量500 GW、碳强度降低45%。NITI Aayog发布的CCUS报告指出，需针对难减排行业设计政策框架，结合：

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  强制机制：设定行业碳排放上限，推动点源捕集技术强制部署。

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  自愿机制：通过碳信用激励企业投资CCUS项目，如Tata Steel的5 TPD CO₂捕集试点、Tuticorin化工厂的年6万吨CO₂转化项目。

  成本优势显著（捕集成本40-50美元/吨，低于国际的100美元/吨），但缺乏CO₂运输管道与地质封存基础设施。

经济与能源转型路径

CCUS技术可推动氢能经济发展：

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  蓝氢过渡：利用CCUS改造现有非可再生氢产能，国际能源署（IEA）预测2030年低碳氢需求将占全球50%。

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  电网整合：煤电占比73%的印度需配套超临界发电技术与可再生能源，降低电网传输损耗（当前18%）。

  区域CCUS中心与工业共生网络可优化碳管理效率。

总结与展望

印度需重点开发低成本矿化材料（如飞灰、钢渣）的预处理与纳米改性技术，提升碳吸附能力。未来研究应结合数字化监测（MRV平台）和生命周期评价，建立碳信用追溯体系。通过公共-私营合作与市场机制创新，印度可为全球发展中国家提供兼顾经济增长与气候韧性的闭环碳管理范式。