捕捉二氧化碳並把它「關」起來！最前沿技術將控制全球變暖

知識 06-07

才剛剛進入6月，空氣就像著了火，汗流浹背不說，高溫更是讓人心煩意亂。而導致這一切的「罪魁禍首」，就是導致地球溫度不斷上升的溫室氣體——二氧化碳。

二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中形成一種無形的「玻璃罩」，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間散發，導致地球表面變熱。地球變熱的結果可不僅僅是要多吃幾根雪糕這麼簡單，溫室效應正引發冰川加速融化、生物環境惡化以及頻繁的極端天氣等一系列問題。

然而，引發溫室效應的直接原因，正是人類過多地燃燒煤炭、石油和天然氣，並大量排放二氧化碳尾氣所造成的。目前，人類排放二氧化碳氣體的速度，已經遠遠大於地球上植物吸收二氧化碳的速度。所以，指望大量種樹吸收多餘的二氧化碳，是來不及了。那麼，面對「來勢洶洶」的二氧化碳氣體，人類還有其它的辦法嗎？

有！人類想到一個「簡單粗暴」的辦法，就是「捕捉」二氧化碳氣體，並把它「囚禁」起來。而這一過程，就是全球各國政府、環保組織都非常重視的「碳捕集與封存」項目（CARBEN CHAPTURE & STORAGE），簡稱CCS。

CCS簡單來說，就是在需要大量燃燒能源的石化廠、發電廠、煉油廠等大型工廠中，通過化學或物理的方法，把排放的二氧化碳廢氣收集起來，通過施加8MPa以上的壓力，使其變成二氧化碳液體，再轉移到選定的地點進行封存。這一過程聽起來似乎很簡單，但CCS項目涉及了非常豐富的科學與工程技術，是目前世界上最先進的環保手段之一。

二氧化碳氣體平時都擴散在大氣中，如今要把它大量封存起來，應該怎麼做呢？打個比方，天氣熱時，買一瓶可口可樂，擰開蓋後，一股氣流沖瓶而出。喝下一口可樂，感覺胃裡立刻有氣體往上沖，於是爽爽地打了一個響嗝。這樣爽快的感覺，你一定經歷過。可樂里的氣體，正是被壓縮溶解到可樂中的二氧化碳。既然可樂可以儲存二氧化碳氣體，那麼，把二氧化碳封存在水中，也就是順理成章的事了。

為了封存大量二氧化碳，人們選擇了遼闊浩瀚的海洋。通常是用船把液態的二氧化碳運到海洋中，再向海洋深處傾倒二氧化碳液體。當把液態的二氧化碳注入深度為200-500米的深海時，二氧化碳將上升100米左右，並全部溶解在海水中。通過這種方法，二氧化碳可以封存50年左右。

繼續往深海傾注，當注入的深度大於500米時，由於海水巨大的壓力，二氧化碳將保持液態的形式存在，但密度小于海水，有可能緩慢浮到海面並最終逸出。這個深度下可以封存二氧化碳長達200至300年之久。而當注入深度大於3000米時，二氧化碳液體的密度將大于海水密度，並自動沉澱到海底，形成一個巨大的「二氧化碳湖」。通過這種方式，將有可能讓二氧化碳在海底沉睡上千年。

海洋封存二氧化碳雖然立竿見影，但這種方法卻存在一些隱患。比如，大量的二氧化碳溶于海水，將導致海水酸化，從而對海洋中生物的生存構成威脅。另外，如果海洋升溫，或海底地質變動，都有可能使封存的二氧化碳逸出，重新回到大氣中。還有一點必須要考慮的，就是海洋上的運輸成本不菲。如何安全、可靠、便宜地封存二氧化碳，是人們在關注環保的同時，也必須考慮的。

因此，除了海洋封存，人們還選擇將二氧化碳封存在地下。當深入地下800到1000米處時，二氧化碳即呈現出液體特性，可以被封存在地下岩石的間隙中。此類機理研究較為全面，如果天然氣能夠安全封存在地下，人們找不出其他理由為什麼二氧化碳不能老老實實待在地下。這種封存方式可以一勞永逸地把二氧化碳深埋在地下，是解決二氧化碳溫室效應的有效方案。目前，已在多個國家獲得應用。

此外，人們還將用於封存的二氧化碳液體，注入到已開採枯竭的油氣田或煤氣層中，用以驅趕岩縫中的原油或天然氣，使得這些寶貴的資源可以進一步供人類開採。通過這種廢物利用的方式，在油田或煤層氣中封存二氧化碳不僅更加安全，而且還可以為企業實現盈利。這是一種集環保與經濟於一體的可持續發展方案。

中國是一個負責任的大國。從京都議定書的簽署，到多哈會議的召開，中國在減少碳排放方面，一直都在履行對全世界人民的莊嚴承諾。為此，中國也一直非常重視CCS技術研發與項目建設。

2017年3月底，中國首個大型碳捕集與封存一體化項目已開工建設，這一項目每年將捕集41萬噸二氧化碳。5月23日，參考消息網援引《金融時報》報道稱，中國還有7個類似項目正在籌備，未來將可儲存共900萬噸二氧化碳。中國計劃將這些捕集到的二氧化碳，注入日益貧瘠的油田中，可以有效提高油田產量。此外，中國的科技人員們還一直在積極探索新技術，將二氧化碳泵入國內北方日益乾旱的平原地區的含水層，以獲得剩餘的水源。

隨著人們環保意識的不斷覺醒，以及科學技術的不斷發展，相信不久的將來，溫室氣體二氧化碳不僅不會再危害人類，反而會成為人類的工具，幫助人們更好地建設美麗地球。