碳封存
碳封存研究开始于1977年,可分为地质封存、海洋封存和矿物封存等方式。
①地质封存是将超临界状态(气态及液态的混合体)的二氧化碳(CO2)注入油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等地质结构中。CO2性质稳定,可以在相当长的时间内被封存。若地质封存点经过谨慎的选择、设计与管理,注入其中的CO2可封存1000年以上。将CO2注入到油田或气田还可以驱油或驱气来提高采收率(可提高30%~60%的石油产量);注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱出,提高煤层气采收率。要封存大量的CO2,最适合地点是咸水层。咸水层一般在地下深处,富含不适合农业或饮用的咸水,这类地质结构较为常见,同时拥有巨大的封存潜力。不过与油田相比,人们对这类地质结构的认识还较为有限。②海洋封存是指将CO2通过轮船或管道运输到深海海底进行封存。这种办法存在对环境造成不利影响的潜在可能,过高的CO2含量将使海水酸化、海洋生物大量死亡等,此外封存在海底的CO2有可能逃逸到大气。③矿物封存是指利用各种天然存在的矿石与CO2进行碳酸化反应得到稳定的碳酸盐来固定CO2,与其他方式相比具有以下优点:一是由于碳酸盐的热稳定性,因此是一种最安全、最永恒的固定方式;二是用于CO2矿物封存的原料丰富、储量大、价格低廉,因此具有大规模工业化固碳的潜力。
人类对化石燃料的利用导致了以温室气体的大量排放,如果不限制以CO2为主的温室气体排放,将会对大气、海洋、冰川等系统产生显著变化。因此需要采取一定措施来抵消全球变暖,防止温室气体排放对人类生存环境产生不可逆负面影响。为了实现将全球气温升高控制在1.5~2℃的目标,需要在2050年实现零二氧化碳净排放。除了提高能源效率、使用低含碳量的燃料、核能、可再生能源、增加生物碳汇等间接方案外,碳封存直接将排放的CO2与大气永久隔离,从而解决气候变暖的问题。