全球變暖大殺器——二氧化碳的捕獲與封存

一直以來，氣候變化（尤其是全球變暖）問題都是國際上關注的熱門話題，最近新華社又強勢發出《「氣候變化懷疑論」可以休矣》的評論文章，再一次倡議世界各國共同攜手採取應對措施來應對全球變暖。那麼，人們應對採取怎樣的措施來應對全球變暖呢？

我們都知道在日常生活中，對於廢棄的物品，我們可能會想辦法將它回收利用，比如：

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既然垃圾都可以回收利用，那二氧化碳為什麼不可以呢？今天我們就來跟大家聊一聊應對全球變暖的大殺器——二氧化碳捕獲與存儲。

根據IPCC特別報告的定義，二氧化碳捕獲和封存（CO2 Capture and Storage, CCS）是指將二氧化碳從工業或相關能源的源分離出來，輸送到一個封存地點，並且長期與大氣隔絕的一個過程。

大概就是這麼一個過程：

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嗯，沒錯！其實就是逮捕-押送-入獄一條龍服務。

既然二氧化碳現在活得就跟個罪犯一樣，那我們就叫他們二碳犯吧。雖說人類要抓二碳犯，但不是所有二碳犯都能抓得到的。那些飛散在大氣中的二碳犯就基本上已經逍遙法外了。人們主要關注於抓住那些新鮮出爐的二碳犯。可控的排放源也就是學術上經常提到的「點源」，包括大型化石燃料或生物能源設施、主要二氧化碳排放型工業、天然氣生產、合成燃料工廠以及基於化石燃料的制氫工廠等等。根據IPCC的報告，在全球範圍內它們的數量大概是這樣的：

從總量看起來看起來任重而道遠啊，而對於單個源的逮捕工作量大概是這樣的：

下面那個條比上面那個更長是應為由於捕獲、運輸和封存所需的額外能源使得電廠整體效率損失而導致的二氧化碳增產，其實也很好理解，你就當是人們因為忙不過來於是又雇了一批二碳犯來幫忙就行了。

對於捕獲技術的描述，IPCC的報告中對應著示意圖有這樣一段描述：

電廠中二氧化碳的燃燒後捕獲在特定條件下是經濟可行的。該方法是從來自一部分現有電廠的部分廢氣中捕獲二氧化碳。使用相似的技術，從天然氣加工行業分離二氧化碳正在一個成熟的市場中運作。燃燒前捕獲所需的該項技術是在肥料製造業和氫生產業中已得到廣泛應用。雖然燃燒前最初的燃料轉換步驟相對更精細和昂貴，但是燃氣流中較高的二氧化碳濃度和壓力也使得分離更加容易。氧燃料燃燒是利用高純度的氧氣進行的，尚處於示範階段。這種方式使得燃氣流中的二氧化碳濃度高，因而分離也更加容易，但同時也由於從空氣中分離氧氣導致需要的能源增加。

大概意思就是說，嗯，在電廠和天然氣場抓二碳犯是比較容易的，已經在抓了。在其他地方抓的話，還是有點缺錢。

不管怎麼樣，對於已經抓住的二碳犯，一定要給它們找到合適的監獄，既要防止它們越獄，還要讓他們能夠好好改造，等到重見天日的那天再次成為有用之才。就目前來說，主要封存方式還是——埋了。

具體埋哪兒？有兩個地方，一個是地質封存，一個是海洋封存。具體如下圖：

（地質封存）

（海洋封存）

在地質封存方面，大自然已經給我們建好了可以作為二碳犯監獄的場所——地質油氣層，而且最好的選擇是那些已經耗盡並廢棄的油氣層，連井都不需要重新挖，直接用以前開採的井就好了（真是省錢啊）。有時候也可以把二碳犯押送到正在開採但產量下降的油氣田裡，據說這樣可以提高油氣產量，當然這就涉及到另一個技術啦，叫Enhanced oil recovery (EOR)。

海洋封存一般就是直接在海底釋放二碳犯（大概就相當於流放吧），但是就這一行為可能會導致的生態環境上的不良後果，國際社會開了n多次會議來討論這件事（畢竟海底也是有生物的啊），最後給這種封存方式施加了很多限制條款。

就目前二氧化碳捕獲與存儲的大邏輯來看，它本質上是以犧牲一部分經濟利益的方式來減少向大氣中的碳排放量。那麼你們知道這種事情最最重要的核心問題是什麼嗎？答案當然是——省錢。IPCC在評估該類技術的潛力的時候，還專門給算了一筆賬：

IPCC對於減排問題真是操碎了心，採用CCS技術的電廠發電成本相比於傳統電廠要高出不少(60%-180%)，這個進程的推動，也自然需要一些來自於政府的優惠政策或者補貼。目前來說世界範圍內二氧化碳捕獲封存的一系列項目已經初具規模。

Wikipedia的「Carbon capture and storage」詞條下也列舉了一些CCS的工程項目。

不管怎麼說，在應對全球變暖的問題上，「碳捕獲封存」也能算是與「提高能源利用率」和「發展清潔能源」並列的一大選項了。當然，如果能夠把簡單的「封存」變為「資源化」（例如現在正在發展中的CCU技術），讓碳在能源工業上真正實現密閉循環，那麼全球變暖問題可能就從根源上解決了。畢竟，大禹治水告訴我們，治水不要堵，而要疏。

註：

IPCC：聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)是世界氣象組織(WMO)及聯合國環境規劃署(UNEP)於1988年聯合建立的政府間機構。其主要任務是對氣候變化科學知識的現狀，氣候變化對社會、經濟的潛在影響以及如何適應和減緩氣候變化的可能對策進行評估。

——來自百度百科

參考文獻：

IPCC特別報告二氧化碳捕獲和封存

Wikipedia: Carbon capture andstorage

What is CCS?

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