□ 科普时报记者 张英贤 实习记者 韩雪明

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韩布兴 中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员、物理化学家。长期从事化学热力学与绿色化学的交叉研究，为中国科学院老科学技术工作者协会“科普论坛”专家。

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院士讲科普

化学是一门创造新物质的科学，塑料、合成纤维、橡胶等生活中常见的材料都是通过化学工业制造的。不知何时起，随意丢弃的塑料垃圾、过度使用的化肥等，使地球变得满目疮痍，一些传统的化工技术对环境造成了严重的污染。

如何实现化学化工的绿色可持续发展，成为一个重要议题。近日，在主题为“零碳科技 创新未来”的第二届可持续能源发展国际会议上，中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员韩布兴介绍了绿色化学在碳中和中发挥的重要作用。

未来能源将迈入多能互补时代

碳无处不在，人类的衣食住行都离不开碳。碳资源可以分为两大类：一类是不可再生的化石碳资源，包括煤、石油、天然气；另外一类是可再生碳资源，如植物、动物、微生物等。

目前，煤炭、石油等化石燃料占全球能源消耗的82%。韩布兴认为，在可预见的未来，化石能源在能源结构中仍会占据主导地位，但能源结构愈趋于多元化，可再生能源的比例将逐步增大。高效地利用化石碳资源，创新开发利用可再生碳资源技术，是实现能源和化学工业可持续发展的重要途径。

在韩布兴看来，迄今为止，人类很难找到数量可观且经济实用的能源以代替化石能源。因此，未来能源发展势必会迈入多能互补的时代，如何高效且综合利用化石能源，成为科学界必须考虑的问题。

目前，全球每年二氧化碳排放量超过400亿吨，碳的自然循环严重失衡。对化石燃料的严重依赖还将继续加剧碳排放。“为了更加高效清洁地利用碳资源，我们提出了绿色碳科学的概念。”韩布兴介绍，绿色碳科学就是从碳资源利用的角度研究如何实现碳中和，涉及石油、煤炭、甲烷等化石资源利用，以及二氧化碳和生物质的转化利用等。

创新绿色技术实现“化废为宝”

二氧化碳、生物质、废旧塑料转化、厨余垃圾资源化利用……这是近年来韩布兴团队的重点研究方向。这些方向看似五花八门，但同属绿色化学范畴，都与一个“碳”字相关。

相比于传统化学，绿色化学的特征是通过化学化工技术创新，从源头上消除污染，研究本质是如何将含碳资源高效利用的问题。近年来，绿色化学已引起国内外学界和工业界的普遍关注。“碳资源利用大致分为碳转化、废弃碳资源循环利用等形式，可通过热、电、光、生物催化等方式将碳变为化学品、能源产品、材料。”韩布兴介绍。

碳中和是一项复杂的系统工程，涉及科学技术重大进步、能源和产业结构调整、人类生产生活方式的变革等方方面面。

“科学技术的重大进步是实现碳中和的重要保障。”韩布兴认为，化学化工能走上绿色可持续发展的道路的关键在于创新发展绿色技术与低碳技术。此外，建立高水平工业园区、逐步实现智能化也是应有之义。

“在一个园区范围内，我们可以实现能量和原料的综合利用。”韩布兴介绍，在同一个园区内实现能源的综合利用是非常重要的，我们可以设计一条完整的产业链，把上一个生产过程的副产物变成下一个产业的原料，把它“吃干榨净”。“将机器学习、大数据、人工智能等技术用于能源和化学化工领域，也对这些相关领域的发展至关重要。”