CCUS是一个迅速崛起的行业，它将在企业的去碳化战略中发挥关键作用。据全球增长咨询公司沙利文预计，CCUS 市场将以49.7% 的年复合增长率（2022 2030 年）大幅增长。预计到2030 年，收入将达到424.8 亿美元；到2034 年，收入可能达到峰值452.1 亿美元。

CO2捕集后的高值化利用是实现CO2价值提升的重要环节，聚合物是具有高附加值的产品，以CO2作为原料，通过催化剂或其他手段转化为高分子聚合物的过程提升了CO2价值链，并创造了环保、可持续的发展路径。

下图总结了比较有前景的CO2制聚合物的路线：

一、主要路线概述

1.通过催化

CO2与浸提物催化生成中间产物，最终生成包括聚酯、聚脲、非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)等聚合物

CO2与环氧化物（如环氧乙烷、环氧丙烷等）在催化剂的作用下发生聚合反应，生成脂肪族聚碳酸酯或聚亚烷基碳酸酯(PAC)。

CO2与环氧化物或醇类催化合成多元醇，多元醇和异氰酸酯合成聚氨酯

将CO2和H2催化转化为合成气，经费托反应进一步转化为聚烯烃，聚烯烃是一类广泛应用的聚合物，包括聚乙烯(PE)、聚丙烯等。

2.通过加氢路线

CO2与氢气（H2）反应，通过一系列加氢步骤，可以生成甲醇，进而通过甲醇制烯烃技术（MTO）生产烯烃（如乙烯、丙烯），再聚合成聚烯烃。

CO2与氢气（H2）经电化学反应，可以生成乙二醇（MEG）、乙烯、氢氰酸等，可进一步合成聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）、聚乙烯（PE）等。这条路线具有高效、环保的优点，是未来CO2转化聚合物的重要方向之一。

3.通过发酵

CO2和绿氢经发酵可以生产出中间体如乳酸、丁二酸、己二酸、乙醇、丁醇、异丁醇等从而进一步合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等生物基可降解材料，具有广泛的应用前景。

以上总结的路线展示了CO2转化为聚合物的多种可能性。这些路线不仅具有理论上的可行性，而且在实验研究和工业应用方面也取得了一定的进展。但在实际工业化过程中，要综合考虑技术成熟度、经济性、市场需求、环境影响等因素。未来，随着技术的不断进步和成本的降低，这些路线有望成为实现CO2资源化利用的重要途径。

二、主要路线的技术成熟度

某些路线，如聚酯、聚脲和非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的生产，已经拥有相对成熟的技术，但直接从CO2出发的转化率可能仍然有限。

聚碳酸酯类聚合物（如聚碳酸亚丙酯PPC、聚碳酸亚乙酯PEC）的生产技术正在快速发展，但仍需进一步研究和优化以提高产率和降低成本。

电化学反应和费托反应等技术虽然具有潜力，但目前仍处于实验室阶段或小规模工业试验阶段，需要更多的研发投入和验证。

目前，CO2制多元醇的技术已经取得了一定的工业化应用成果。例如，一些企业已经成功开发出从催化剂、反应工艺、反应设备到下游应用的全套自主知识产权的CO2多元醇产品，并广泛应用于聚氨酯、人造革、发泡等领域。未来，随着技术的不断进步和创新，CO2制多元醇的技术路线有望实现更广泛的应用和更大的发展。

三、原料成本：

CO2作为原料具有成本低廉的优势，因为CO2是大量排放的温室气体，可以通过捕获来加以利用。但是，其他辅助原料（如氢气、催化剂、溶剂、生物质等）的成本可能会有所不同，这取决于它们的来源、价格和市场供应情况。

对于需要发酵生产的聚合物（如聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA），原料成本（如糖类、生物质等）和发酵过程的效率也会影响其经济性。

四、市场需求：

市场需求的大小和增长速度将直接影响这些技术的经济可行性：

随着环保意识的提高和可持续发展需求的增加，对生物基和可降解聚合物的需求正在增长，这有助于推动CO2转化聚合物技术的发展。

随着低碳燃料的潜力凸显和全球对可持续发展的追求，绿色甲醇的市场需求正在持续增长。绿色甲醇的应用领域非常广泛，包括汽车燃料、燃料电池、船舶燃料、有机添加剂等。随着CO2转化和绿氢技术的不断进步和成本的降低，绿色甲醇在这些领域的应用将越来越广泛，市场需求也将持续增长。

五、环境影响：

CO2转化聚合物技术有助于减少温室气体排放、减少塑料污染、实现资源的循环利用，同时减少废弃物的产生。然而，某些路线可能会产生其他污染物或对环境造成潜在影响。

需要进行全面的环境影响评估，并采取适当的措施来减轻负面影响。

尽管CO2转化聚合物技术具有诸多环境优势，但其仍面临一些技术挑战。例如，如何提高CO2的转化率、如何优化聚合物材料的性能以满足不同应用需求等。然而，随着科研机构和企业的不断努力，这些技术难题正在逐步得到解决。未来，随着技术的不断进步和应用的扩大，CO2转化聚合物技术有望在环境保护和资源循环利用方面发挥更加重要的作用。

结论

综上所述，以上提出的CO2转化为聚合物的路线在技术可行性和经济性方面存在不同的挑战和机遇。为了实现这些技术的商业化应用，需要进一步加强技术研发、优化工艺条件、降低生产成本、提高能源效率，并充分考虑市场需求和环境影响。同时，政府政策、资金支持、市场需求等外部因素也将对这些技术的发展产生重要影响。