碳捕捉與封存：或有助于應對氣候變化
四十多年來，石油公司一直在美國科羅拉多州西南部鉆探地下的二氧化碳，他們將把大量的二氧化碳通過管道運輸?shù)教锛{西州西部的油田中。通過注入二氧化碳，老化的油井能夠開采更多的石油，而大部分二氧化碳將會永久地封存在田納西州。
 密蘇里州正在建設的一座發(fā)電廠將成為美國第一座實施碳捕捉與封存的工廠 |
在密蘇里州，肯珀縣將新建一座氣化燃煤發(fā)電廠，將于2015年開始收集二氧化碳并通過近100公里長的管道運輸?shù)矫芴K里州南部的油田。該項目利用化石燃料燃燒產(chǎn)生的溫室氣體來幫助開采更多的化石燃料。雖然此舉遠未達到解決氣候變化問題的理想解決方案，但通過強化采油可以證明二氧化碳捕捉和封存技術是應對氣候變化的重要技術。
由于全球煤炭消費持續(xù)增長，一些科學家認為廣泛采用碳捕捉和封存技術對限制全球增溫2攝氏度的目標非常重要。
非盈利組織“清潔空氣任務組”化石燃料轉(zhuǎn)型項目主任約翰·湯普森（JohnThompson）說：“化石燃料不會馬上退出。如果我們要阻止全球變暖，我們需要找到一種方式，在利用化石燃料的同時不排放二氧化碳氣體。目前，也只有碳捕捉和封存能夠做到這點。”
其中最大的挑戰(zhàn)是規(guī)模問題，而老化油井對二氧化碳的需求巨大。湯普森預測，強化采油最終將需要330億噸二氧化碳，這相當于全美所有發(fā)電廠幾十年的二氧化碳排放量。
喬治亞理工學院化學工程師克里斯·瓊斯（ChrisJones）說：“短期內(nèi)為了發(fā)展碳捕捉和封存技術，我們可能將使用更多的化石燃料。但這一過程是必要的，我們必須通過這個過程繼續(xù)深入發(fā)展這項技術，并且能讓這項技術更加成熟高效。”
但瓊斯也指出，碳捕捉和封存并不僅是將二氧化碳深埋地下，整個過程將會導致化石燃料的持續(xù)利用。此外，將高壓液體泵入地下可能會導致人為引發(fā)地震的風險，同時也存在二氧化碳意外泄露的風險。
哥倫比亞大學勒芒-道荷迪（Lamont-Doherty）地球天文臺的物理學家彼得·艾森伯格（PeterEisenberger）說：“原則上講，任何不從大氣中去除二氧化碳的方法都不是可持續(xù)的。只是避免二氧化碳的排放還不夠。為什么我們要花費這么多時間、能量和智力來研究哪些不是真正解決方案的技術方法呢？”
目前成本是實施碳捕捉和封存技術的主要障礙，而強化采油是廣泛實施該技術并且降低其成本的主要領域。全球范圍內(nèi)，二氧化碳每年的排放量超過350億噸，幾乎都來自于燃煤、燃油和天然氣。根據(jù)國際能源署的預測，為了實現(xiàn)將全球增溫幅度控制在2攝氏度的目標，到2020年需要建設100多個碳捕捉和封存項目，每年減少2.7億噸二氧化碳。但目前只有60個規(guī)劃或提議項目，其中只有21個項目真正開始建設或運行。
北美洲之外有34個擬建或已運行的碳捕捉和封存項目，大部分位于亞洲和澳大利亞。根據(jù)全球碳捕捉和封存技術研究所的數(shù)據(jù)，德國等歐洲國家公眾反對碳捕捉和封存項目，從而導致歐洲的項目數(shù)量從2011年的14個規(guī)劃項目下降為2014年的5個規(guī)劃項目。
聯(lián)合國政府間氣候變化小組在今年年初指出，發(fā)電廠的碳捕捉和封存是控制全球變暖的重要內(nèi)容。波茲坦氣候影響研究所的經(jīng)濟學家、聯(lián)合國政府間氣候變化小組第三工作組主席奧特瑪爾·埃登霍費爾（OttmarEdenhofer）說：“我們需要從大氣中減少大量的二氧化碳，才能到2100年確保大氣中的二氧化碳濃度低于450ppm。但如果不使用碳捕捉和封存技術的話，就需要在未來幾十年內(nèi)完全禁止使用化石燃料。”
2007到2013年，全球煤炭消費從64億噸增加到74億噸，而且消費量還在持續(xù)上升。盡管太陽能和風能等可再生能源正快速發(fā)展，但其發(fā)展基礎很小，而且很多能源分析家認為，可再生能源至少要過幾十年才能替代化石燃料。而發(fā)展核電廠的時間和成本也阻礙了低碳技術的發(fā)展，同時核電還遭到了廣泛的公眾抵制。此外，生物燃料和電動汽車在替代交通燃油方面仍然任重道遠。
在美國，聯(lián)邦政府希望能鼓勵二氧化碳捕捉和利用/封存技術的發(fā)展。美國環(huán)保局最新的規(guī)定要求，到2030年發(fā)電廠要減少30%的二氧化碳排放，這可能會刺激碳捕捉和封存技術的發(fā)展。
與此同時，中國也將開始上馬大量的碳捕捉和封存示范項目。中美兩國政府已經(jīng)達成合作協(xié)議，共同開發(fā)碳捕捉和封存技術。例如，中國電力公司華能公司和美國企業(yè)高峰電力將開展合作，后者在田納西州西部正在開發(fā)一座碳捕捉和封存發(fā)電廠。天津的綠色煤電電廠仍處于施工階段，計劃將捕捉二氧化碳用于強化采油。
碳捕捉技術上世紀30年代開始就已經(jīng)開始使用。例如，在電廠和工廠的煙囪處通過化學試劑反應捕捉二氧化碳，然后通過加熱化學試劑釋放二氧化碳。隨后，將二氧化碳加壓變成液體，然后通過管道泵送至儲存地點。儲存地點包括地下的礫巖、鹽堿含水層以及老舊油田。
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