在全球积极寻求碳中和路径的大背景下，二氧化碳捕集、利用与封存技术被视为应对气候变化的关键技术组合。在众多技术方案中，基于“石灰循环”的“碳化固定”技术，以其反应原理明确、原料广泛且可实现资源循环的特性，展现出独特的潜力和应用前景。
“石灰循环”是一个古老的化学过程，包括两个核心步骤：第一步是煅烧，石灰石（CaCO₃）在高温下分解为生石灰（CaO）和二氧化碳（CO₂）；第二步是消化与碳化，生石灰先与水反应生成熟石灰（Ca(OH)₂），再与空气中的CO₂反应，重新生成石灰石（CaCO₃）。在CCUS的语境下，这一自然循环被赋予了新的使命：主动捕集和固定二氧化碳。
该技术应用于“二氧化碳捕集”主要有两种模式。第一种是后燃烧捕集，即将生石灰或熟石灰制成的“钙基吸附剂”用于捕集工业烟气中的CO₂。吸附剂与烟气中的CO₂反应生成碳酸钙，实现CO₂的分离。随后，富含CO₂的碳酸钙被送入煅烧炉，在高温下释放出高浓度的CO₂气流以便于封存或利用，同时再生活石灰吸附剂，开始下一个循环。这种模式被称为钙循环技术，在燃煤电厂和水泥厂等排放源有巨大的应用潜力。
第二种模式是利用工业废料中的钙进行直接“碳化固定”。许多工业过程，如钢铁生产、磷肥制造和燃煤电厂本身，会产生富含氧化钙或氢氧化钙的废渣（如钢渣、粉煤灰）。这些废渣通常被堆放或填埋，不仅占用土地，其碱性还可能对环境造成风险。将这些废渣与富含CO₂的烟气直接接触反应，可以同时实现两个目标：一是将烟气中的CO₂以稳定的碳酸钙形式永久固定下来；二是中和废渣的碱性，使其转化为性质稳定、环境友好的材料，可用于筑路或作为建筑材料填料。这实现了“以废治废”和碳的矿物封存。
尽管石灰碳化固定技术原理清晰，但其大规模商业化仍面临挑战。核心问题在于煅烧再生过程需要消耗大量高品位热能，本身是一个高能耗过程，且煅烧过程会产生等摩尔的CO₂。因此，该技术的净减排效益高度依赖于煅烧过程所使用的能源（如采用清洁电力、生物质能或太阳能供热）以及系统的热集成效率。此外，吸附剂在多次循环后的活性衰减也是一个需要攻克的技术难题。
尽管存在挑战，该技术的前景依然光明。它提供了一条将分散的、低浓度的CO₂转化为集中的、可封存利用的产品的路径。特别是将碳化固定与工业固废处理相结合的模式，不仅固定了碳，还提升了固废的资源价值，是循环经济思想的典型体现。随着能源技术的绿色转型和工艺过程的持续优化，基于“石灰循环”的碳化固定技术有望在构建负排放体系中扮演重要角色，为全球温控目标贡献一份力量。
