本书列入未来产业（碳中和）新兴领域“十四五”高等教育教材。本书围绕碳中和技术及其产业发展编写，内容涵盖碳减排、碳捕集利用与封存（CCUS）等核心技术，旨在为读者提供全面的知识框架和操作指导。全书分为多个模块，具体探讨碳中和的背景与战略、碳减排技术的理论与实践、碳捕集利用与封存的前沿技术，以及能源系统转型中的管理与实施路径。为增强实用性，本书还精选了大量的案例研究和行业应用实例，力求理论与实践相结合，帮助读者深刻理解碳中和领域的复杂挑战和机遇。

本书不仅适合环境科学与工程、能源工程等相关专业的本科生和研究生作为教材使用，也可供能源、环保、政策研究等领域的科研人员和行业从业者参考。

前辅文
第一章 绪论
  第一节 全球气候变化与二氧化碳减排
   一、全球气候变暖与二氧化碳排放关系
   二、二氧化碳减排与国际碳中和行动
   三、碳中和技术体系
  第二节 CCUS技术现状与进展
   一、CCUS概述
   二、CCUS技术现状与发展趋势
   三、全球和主要国家CCUS的封存潜力
   四、典型发达国家和地区CCUS发展路径
   五、中国CCUS现状与减排潜力
  习题
第二章 二氧化碳捕集过程中的吸收与吸附原理
  第一节 二氧化碳物理化学基础
   一、二氧化碳的分子结构与性质
   二、二氧化碳相关的热力学基础
  第二节 二氧化碳的吸收原理
   一、二氧化碳的吸收过程
   二、二氧化碳物理吸收原理
   三、二氧化碳化学吸收原理
  第三节 二氧化碳的吸附原理
   一、二氧化碳的吸附过程
   二、二氧化碳的吸附热力学
   三、二氧化碳的吸附动力学
   四、二氧化碳的柱动态吸附
  习题
第三章 热驱动的二氧化碳捕集技术
  第一节 二氧化碳变温化学吸收方法与技术
   一、热钾碱法
   二、有机胺法
   三、相变吸收剂法
  第二节 二氧化碳变温吸附方法与技术
   一、多孔矿物基吸附剂
   二、分子筛吸附剂
   三、水滑石类化合物吸附剂
   四、锂基材料吸附剂
   五、金属氧化物化学吸附剂
   六、其他吸附剂
  习题
第四章 压力驱动的二氧化碳捕集技术
  第一节 二氧化碳变压吸收法捕集方法与技术
   一、变压物理吸收法
   二、变压物理化学吸收法
  第二节 二氧化碳变压吸附法捕集方法与技术
   一、碳基吸附材料
   二、MOFs基吸附剂
  第三节 二氧化碳膜分离法捕集方法与技术
   一、气体膜分离概念
   二、二氧化碳膜分离原理
   三、二氧化碳分离膜的性能描述
   四、二氧化碳膜分离材料
   五、二氧化碳膜分离工艺与技术应用
  第四节 二氧化碳膜吸收法捕集方法与技术
   一、二氧化碳膜吸收技术原理
   二、二氧化碳膜吸收工艺
  第五节 二氧化碳低温分离法捕集方法与技术
   一、二氧化碳深冷分离技术
   二、冷冻氨法捕集二氧化碳
  习题
第五章 电力驱动的二氧化碳捕集技术
  第一节 电化学二氧化碳捕集原理
   一、电化学反应原理
   二、直接电化学碳捕集技术原理与热力学分析
   三、间接电化学碳捕集技术原理与热力学分析
  第二节 电化学二氧化碳捕集测试方法
   一、二氧化碳结合常数测试
   二、气相和溶解二氧化碳测试
   三、电化学测试
  第三节 电化学二氧化碳捕集技术应用
   一、直接电化学二氧化碳捕集技术应用
   二、电化学二氧化碳间接捕集技术应用
  习题
第六章 其他二氧化碳捕集技术
  第一节 燃烧前碳捕集技术
   一、煤气化技术原理及分类
   二、IGCC技术原理及工艺过程
   三、IGCC技术中的二氧化碳分离技术
  第二节 燃烧中碳捕集技术
   一、富氧燃烧技术
   二、化学链燃烧技术
  第三节 直接空气碳捕集技术
   一、直接空气碳捕集的原理与意义
   二、直接空气碳捕集常用的吸收剂/吸附剂
   三、直接空气碳捕集的应用及经济评估
  习题
第七章 二氧化碳压缩与输送
  第一节 二氧化碳压缩原理与技术
   一、二氧化碳压缩原理
   二、二氧化碳压缩技术
  第二节 二氧化碳输送方式
   一、二氧化碳车载运输技术
   二、二氧化碳船舶运输技术
   三、二氧化碳管道运输技术
  第三节 二氧化碳管道运输系统设计
   一、二氧化碳管道运输系统的管道设计
   二、二氧化碳管道运输系统的压缩方案
   三、二氧化碳管道运输系统的设计案例
  习题
第八章 二氧化碳地质封存
  第一节 二氧化碳地质封存机理
   一、构造封存原理
   二、残余封存原理
   三、溶解封存原理
   四、矿化封存原理
   五、海洋封存原理
  第二节 二氧化碳地质封存类型
   一、二氧化碳在咸水层中的地质封存
   二、二氧化碳在油藏中的地质封存
   三、二氧化碳在不可采煤层中的地质封存
   四、二氧化碳在基岩的地质封存
  第三节 二氧化碳地质封存潜力计算
   一、咸水层二氧化碳封存量
   二、不可采煤层二氧化碳封存量
   三、衰竭油气藏二氧化碳封存量
   四、二氧化碳海水封存量
  第四节 二氧化碳地质封存的风险管理
   一、二氧化碳地质封存的风险种类
   二、二氧化碳地质封存的风险监测
   三、二氧化碳地质封存的风险防控
  习题
第九章 二氧化碳地质利用
  第一节 二氧化碳强化采油原理与技术
   一、二氧化碳气驱强化采油原理
   二、二氧化碳强化采气的影响因素
   三、二氧化碳混相驱油藏工程技术
   四、二氧化碳驱油地面设施
   五、二氧化碳驱油防腐及其他实际问题
  第二节 二氧化碳强化采气和驱替煤层气原理与技术
   一、二氧化碳气驱强化采气
   二、二氧化碳强化采页岩气
   三、二氧化碳驱替煤层气
  第三节 二氧化碳的其他地质利用
   一、二氧化碳增强地热
   二、二氧化碳强化采水
   三、二氧化碳溶浸采铀
  习题
第十章 二氧化碳催化转化及利用
  第一节 二氧化碳催化活化方法
   一、二氧化碳热催化活化
   二、二氧化碳光催化活化
   三、二氧化碳电催化活化
  第二节 二氧化碳加氢及与甲烷重整制取能源产品
   一、二氧化碳催化加氢制备一氧化碳
   二、二氧化碳催化加氢制备甲烷
   三、二氧化碳催化加氢制备甲醇
   四、二氧化碳催化加氢制备甲酸
   五、二氧化碳催化加氢制备乙烯/低碳烯烃
   六、二氧化碳与甲烷催化重整
  第三节 二氧化碳催化转化合成化学品
   一、二氧化碳参与的合成反应
   二、二氧化碳制备尿素
   三、二氧化碳制备环状碳酸酯
   四、二氧化碳制备碳酸二甲酯
   五、二氧化碳制备水杨酸
   六、二氧化碳制备甲基丙烯酸
  第四节 二氧化碳合成聚合物及制备高性能材料
   一、二氧化碳合成聚碳酸酯
   二、二氧化碳合成聚氨酯
   三、二氧化碳转化为其他共聚物
   四、二氧化碳催化加氢制备淀粉
  习题
第十一章 二氧化碳矿化资源化与能源化利用
  第一节 二氧化碳矿化天然矿物
   一、二氧化碳矿化天然硅酸盐矿物
   二、二氧化碳矿化天然玄武岩
   三、二氧化碳矿化天然钾长石制钾盐技术
  第二节 二氧化碳矿化工业废料
   一、二氧化碳矿化磷石膏联产硫酸铵和碳酸钙
   二、二氧化碳矿化利用钢渣技术
   三、CO2矿化利用脱硫渣技术
   四、二氧化碳矿化养护混凝土技术
   五、二氧化碳矿化利用高炉渣技术
   六、二氧化碳矿化利用含氯钙镁废渣
  第三节 二氧化碳矿化发电
   一、第一代二氧化碳矿化发电技术
   二、第二代二氧化碳矿化发电技术
   三、第三代二氧化碳矿化发电技术
  习题
第十二章 CCUS典型工程及未来展望
  第一节 CCUS典型工程及案例分析
   一、典型二氧化碳捕集工程及案例分析
   二、典型二氧化碳地质利用与封存工程及案例分析
   三、典型CCUS全流程工程及案例分析
  第二节 碳中和目标下我国CCUS发展展望
  习题
主要参考文献