⑴ 关于碳排放储存的问题
麻省理工科学家的最新一项研究成果表明,人们只要在合适的地方选建发电厂,就可能将发电厂产生的所有二氧化碳注入地下,这些二氧化碳会天然形成微小的泡沫,安全地储藏在多孔盐水层中数百年甚至上千年,最终溶入盐水,其中的一部分会形成岩石中诸如铁和碳酸镁这样的矿物质。
二氧化碳是造成全球变暖的主要温室气体之一。之前的研究表明减少二氧化碳排放或者将排放的二氧化碳捕捉并储存在地下可有效缓解全球变暖的趋势。但是碳储存面临的一个巨大风险是被注入地下的二氧化碳会通过废弃的油井或者地层裂缝重新回到大气中。
《水—资源研究》(Water -Resources Research)杂志近期发表了MIT教授Ruben Juanes小组的研究结果,表明这种担心很可能是多余的。
科学家们一直在考虑至少三种储存二氧化碳的地方:废弃的油井和天然气田,不再有开采价值的煤层,深海盐碱含水层。Juanes小组研究的就是第三个候选方案——遍布地下的、泡在咸水里的多孔岩层。
Juanes小组发现,二氧化碳可以被压缩,然后通过地下深井注入到天然的多孔岩层中去,这种多孔岩层由砂岩和石灰岩等组成,浸满了盐水。因为被注入的二氧化碳气体的浮力,它会像羽毛一样在渗透性很好的岩层中上浮,注入结束后,这层“气体羽毛”会继续不断上浮,但是盐水会在“气体羽毛”后面跟着涌上,就这样,二氧化碳和盐水在通过岩层中的微小孔洞的时候会不断争抢位置。因为岩石的表面亲水,水份会牢牢地附着在孔洞的内层,这些潮湿的内层会不断膨胀,从而引起孔洞的不断缩小,限制二氧化碳的流动,最终把原本联成一体的“气体羽毛”分割成无数小泡,这样二氧化碳就被捕捉在这些孔洞中了。
日本将首次展开大规模地下封存二氧化碳的实验,将火力发电厂排放的二氧化碳封存于海底的废弃天然瓦斯田内。
实验将针对位于福岛县石木市的火力发电厂展开,对该发电厂排放的二氧化碳加以分离回收后,经管线送至海底的废弃天然瓦斯田加以封存。这座火力发电厂的发电量为25万千瓦,一年排放约100万吨的二氧化碳,废弃的瓦斯田足以容纳两千万吨以上的二氧化碳。
日本地球环境产业技术研究机构指出,日本若能充分利用地下和海底,理论上最多可封存约1500亿吨二氧化碳,相当于日本一百年以上的排放量。
这次实验,是一系列大规模“二氧化碳捕捉与封存技术”实验的开始,日本政府希望通过技术攻关,大幅度降低这一技术的成本,力争2020年前将这一技术全面推广,最终实现日本政府制定的“2050年温室气体排放量减少60~80%”的目标。
共同社曾报道称,7月底,日本政府在内阁会议上通过了温室气体减排计划,为实现这一远景目标制定了具体数值及日程。该计划的具体内容是:日本政府将大规模验证“二氧化碳捕捉与封存技术”,将火力发电站等排放的二氧化碳捕捉并储存于地下,到本世纪20年代,有望将目前每吨约4200日元的二氧化碳回收成本降至1000多日元(约合60元人民币),为全面普及该技术提供条件。
新华报业网讯 哥本哈根气候峰会临近,如何对付二氧化碳、减排温室气体成为焦点话题。记者从昨日在南京举行的第六届长三角能源论坛上了解到,除了节能减排、发展新能源这些思路,科学家正在研究一种新技术——碳捕获与封存技术(CCS)。据预测,它对全球减排的贡献率将达到20%。
当前常用的技术是在燃料燃烧之后用胺法或者冷却塔法,把二氧化碳从烟囱里的废气中分离出来。第二种方法是建煤气化多联产电站,从气化的煤中将二氧化碳和氢气分离。东南大学热能研究所赵长遂教授告诉记者,他们目前在研究的则是氧燃料法,利用循环流化床富氧燃烧技术,直接排出高浓度的二氧化碳。
被捕捉的二氧化碳被压缩成液体,通过管道或者车辆输送到归宿地,而枯竭的油田大概是最理想的去处。由于二氧化碳的物理特性等原因,当它被高压送入千米油田深处后,就会与地质层中的物质粘合起来,迫使石油颗粒从小孔中溢出,从而变得更易开采。由于油气田已经过深入广泛的地质分析,而且石油和天然气公司将天然气储存在地下深处已有数十年的经验,他们的成功也为将大量二氧化碳存储上千年或上百万年提供了信心。
据介绍,美国共有70多座油田采用二氧化碳驱油,年消耗二氧化碳达3000万吨,增产10%。商业运行证明这种方法可以将枯竭油气田寿命预期延长20年。
根据此原理,被开采的煤层同样可以储存二氧化碳,含盐蓄水层也是可行的选择,深海储存则是一种更加富有挑战性的尝试。这种方法是通过海底管线将液体二氧化碳泵入海底,让它沉睡在那里。目前的布置管线深度只限于1300米,今后还将向3000米注入。