生物质能高效利用与二氧化碳捕集利用封存(CCUS)耦合技术(BECCS)是CCUS的前沿领域，集绿色能源转型与大气CO2负排放于一体，有望成为应用前景广阔的碳中和关键技术.本文综述了BECCS技术形成背景、意义及其现状与挑战，基于5个特色研究方向的工作积累，尝试提出了基于生物质全生命周期利用与负排放的BECCS技术体系构想，重点阐述了木材功能性改良的CO2固定利用及捕集技术、煤与生物质高效富氧混燃与CO2封存技术、生物质高效转化利用与CO2封存技术、CO2与生物质协同转化利用技术、生物炭埋存与土壤修复固碳技术等方向的技术内涵、主要技术路径及技术发展前瞻.研究工作表明：BECCS有望成为未来实现碳中和的最关键负排放技术，大力发展基于生物质高效利用的BECCS技术契合国家碳中和战略和绿色发展的重大需求，并使生物质能和生态碳汇在构建清洁高效能源体系、实现碳中和进程中发挥更大作用构建；BECCS技术总体处于工程示范和快速成长阶段，实现更低的能源消耗和避免二次污染、真正做到生物质从原料生产到利用到再生等环节全生命周期实现负碳排放，诸多技术瓶颈和挑战需加快技术创新来破解；BECCS技术体系应涵盖基于生物质全生命周期利用与CO2负排放的相关技术环节，上述5个方向作为BECCS技术体系的重要内涵正在取得积极进展，但也存在技术发展不平衡现状，应依据需求导向和技术发展规律，强化重点和优势技术方向的难点攻关；优化木基材料加工及改性工艺、煤-生物质流化床高效富氧混燃与CO2封存耦合、生物质热解/气化高效催化转化与CO2捕集封存耦合、耦合催化体系下CO2与生物质协同高效转化利用、土壤生物炭埋存与碳增汇是5个方向的优先发展路径.BECCS技术体系的建立与快速发展是实现碳中和国家重大战略目标的紧迫需求.

国家自然科学基金面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策专项项目（42141012）；

1 BECCS概述
1.1 BECCS技术背景及其意义
1.2 BECCS技术现状与挑战
2 BECCS技术体系与特色研究方向
2.1 BECCS技术体系
2.2 BECCS的特色研究方向
3 基于木材功能性改良CO2固定利用及捕集的BECCS技术方向
3.1 技术内涵
3.2 技术现状与进展
1)延长木材固碳时间
2)提升木材碳捕集能力
3)开发低碳建材
4)制备高附加值木质新型材料
3.3 发展前瞻
4 基于煤与生物质高效富氧混燃的BECCS技术方向
4.1 技术内涵
4.2 技术现状与进展
1)富氧燃烧
2)生物质与煤富氧混燃
4.3 发展前瞻
5 基于生物质高效转化利用的BECCS技术方向
5.1 技术内涵
5.2 技术现状与进展
5.3 发展前瞻
6 基于CO2与生物质协同转化利用的BECCS技术方向
6.1 技术内涵
6.2 技术现状与进展
1)生物质水热还原CO2制高值精细化学品
2)光催化CO2和生物质耦合反应制高值化学品和燃料
3)生物质氧化辅助电化学CO2还原联合产高附加值有机物
6.3 发展前瞻
7 基于生物炭埋存和土壤修复固碳的BECCS技术方向
7.1 技术内涵
7.2 技术现状与进展
1)埋存生物炭与土壤修复改良
2)生物炭埋存与土体力学性质
3)土壤生物炭埋存固碳增汇
7.3 发展前瞻
8 结 论

桑树勋,华凯敏,屠坤坤等.生物质能高效利用与二氧化碳捕集利用封存耦合技术体系(BECCS)的发展方向与研究进展[J].中国矿业大学学报,2023,52(05):845-867.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20230252.