應對溫室效應把二氧化碳「關禁閉」，關鍵可能在海底

據彭博社報道，本世紀以來，隨著能源工業的迅速發展，清潔能源、交通和效率方面正在取得進展，這些人們視為理所當然的事物放在十年前人們會認為這是奇蹟。

但問題是:儘管一切進展得很快，但還是不夠快。

國際能源機構(IEA)去年報告說，一項關鍵技術————從發電機中收集二氧化碳，或者掩埋或處理它們————的速度不夠快。

IEA報告稱，目前的「碳捕獲與封存」(CCS)設施僅能處理2025年全球每年需要消除的7.5%的碳排放。

如果各國要實現將全球變暖幅度控制在2攝氏度(3.6華氏度)以下的目標，這是必要的。

「碳捕獲與封存」(CCS)技術簡單來說，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。

在中國，研究人員一直在尋找加速CCS的方法。他們決定遠眺大海。

在陸地上，CCS不僅在原理上是有前景的，而且被證明是有效的。

根據全球CCS研究所的數據，到今年年底，將會有20多個大型碳捕獲設施可供使用。

但是仍然有人擔心，如何保障二氧化碳一旦被掩埋，就會被一直掩埋，而不是溢出。中國在海洋中埋藏二氧化碳的想法也是如此。

海洋封存法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。

但二氧化碳溶解於水中，將導致海水酸化，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。

對於企業和國家來說，要想利用海底的廣袤，他們還需要某種信心，相信它會一直在掩埋處存在下去。

通過研究在「疏鬆的海洋沉積物」等鬆軟的淤泥中、粘土和其他透水海底以下的主要的長期相互作用物理力量，研究者Yihua Teng和Dongxiao Zhang的報告表示，海底的極端條件基本上能保持二氧化碳不移動，「使得這種選擇成為一個安全的二氧化碳倉庫」。

在高壓和低溫下，困在海底沉積物中的二氧化碳和水結晶成一種叫做水合物的穩定冰。

(通過類似的過程，富含能量的甲烷在海底和陸地永久凍土層中結冰，這是中國、日本、美國和其他國家正在研究的一種潛在能源。)

這篇關於CCS的新論文通過模擬證明了水合物會變成一個不透水的「蓋子」，阻止其下面的二氧化碳迴流到海底。

論文稱，北京大學的碳捕獲與儲存研究得到了跨國金屬、礦業和石油公司必和必拓(BHP)的支持。

這項研究發表在本周的《科學進展》(Science Advances)雜誌上。

這項研究結果應該提供了一些信心,他們寫道,海洋二氧化碳儲存仍然是一個可行的工具，以推動減少排放的最危險的溫室氣體————即使商業化的過程仍然有很長的路要走。

同時,還有其他的問題需要回答,包括二氧化碳如何在不同的地質條件下的表現可能會有所不同。

和大多數地下二氧化碳儲存方案一樣，最重要的假設是，沒有人知道地球上的生物地質在過去的幾百年和上千年里會發生什麼。

海底沉澱物的裂縫，要麼是由構造作用形成的，要麼是由二氧化碳注入本身形成的，這可能為二氧化碳的逃逸開闢一條通道————儘管存在著巨大的不確定性。

「在我們的假設中，」他們寫道，「未固結的海洋沉積物是完整的。」

二氧化碳地下儲存技術被認為是減少溫室氣體排放以應對氣候變化的一項較有發展潛力的技術。此前，荷蘭、德國也曾宣布在海底開展存儲二氧化碳的試驗。

關於其他二氧化碳封存技術，有意思的是，人們還可以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;或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。

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