二氧化碳放哪兒呢？這次又有了不少新去向！

審核專家：甘強(qiáng) 北京理工大學(xué)講師，應(yīng)用化學(xué)博士

我國南海東部一望無際的海平面上，恩平15-1石油生產(chǎn)平臺正矗立在大海中央。目前該石油生產(chǎn)平臺已成功開展了二氧化碳埋藏項目，這個項目的成功實施標(biāo)志著我國對二氧化碳的捕捉和埋藏技術(shù)走向新的高度。

恩平15-1平臺來源丨中國海油網(wǎng)

二氧化碳是主要的溫室氣體之一，過量的二氧化碳排放導(dǎo)致了全球氣候變暖、海平面上升等嚴(yán)重問題。

根據(jù)科學(xué)家的預(yù)測，如果不采取行動減少二氧化碳的排放，未來數(shù)十年內(nèi)地球?qū)⒚媾R更加嚴(yán)峻的氣候變化影響，給我們的生活和環(huán)境帶來巨大的風(fēng)險。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，二氧化碳埋藏技術(shù)被提出并廣泛研究。

這項技術(shù)的核心思想是將二氧化碳永久地儲存起來，防止其進(jìn)入大氣層從而減緩溫室效應(yīng)。

具體來講，“碳埋藏”技術(shù)首先會將化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳收集起來，并利用工程技術(shù)埋藏在深部地殼層，從而避免二氧化碳被排放到大氣中。

來源丨縱覽新聞

講到這里，好像很難將二氧化碳埋藏與石油開采平臺這兩個事物聯(lián)系起來，但事實恰恰相反。在對海洋油氣的鉆探開發(fā)時，被開采出來的不僅僅全部都是石油，一些地底中的氣體也會被釋放。

這些氣體中包含大量的二氧化碳，如果在開采過程中對這些伴生氣“置之不理”，這些藏在地殼中的二氧化碳很容易就會“逃”出地殼層，進(jìn)入到大氣中。

那么，二氧化碳埋藏技術(shù)是如何工作的呢？

首先，二氧化碳需要被捕獲和分離出來，通常是通過工業(yè)生產(chǎn)或碳捕集設(shè)施。

然后，這些二氧化碳會被輸送到海底，并注入到深層地質(zhì)巖石中。在埋藏過程中，二氧化碳會通過化學(xué)反應(yīng)與巖石結(jié)合，形成穩(wěn)定的化合物，從而防止其逃逸到海洋或大氣中。

最后，密封層會被建造在巖石層上方，確保埋藏區(qū)域的安全性和穩(wěn)定性。

二氧化碳埋藏原理 來源丨北極星碳管家網(wǎng)

1 埋藏二氧化碳的方法？

目前我們將二氧化碳主要都埋藏在海洋內(nèi)以及地下，主要埋藏方式有海洋埋藏、地質(zhì)儲藏和礦化埋藏3種。

海洋埋藏

針對二氧化碳在海底的埋藏方式有兩種。

二氧化碳海底地質(zhì)封存主要方法示意圖

來源丨聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會

水柱埋藏是利用海洋中的水柱體將二氧化碳注入自然溶解，通過船舶或者管道將二氧化碳通入海底即可實現(xiàn)；沉積物埋藏，是通過將二氧化碳儲藏在海底，二氧化碳在海底的積淀下逐漸變成固體，從而與大氣隔絕。目前將二氧化碳埋藏在海底的技術(shù)成本太高，同時我們知道二氧化碳溶水后會形成酸，酸含量較多則水呈酸性，降低pH值，對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成影響。

地質(zhì)儲藏

地質(zhì)儲藏的主要原理是借鑒了化石燃料在自然中的存儲機(jī)理。由于二氧化碳在特定地層中埋藏時要保持超臨界狀態(tài)，即溫度需要超過31℃，壓力需要大于7.38MPa，因此往往埋藏在地下800m深處。同時，二氧化碳對儲藏的地層也有特殊的要求，目前我們已經(jīng)了解到的這些特殊地殼層主要有枯竭油氣藏、深部咸水層和不可開采煤層3種。

礦化埋藏

眾所周知，碳酸鹽具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，如果可以借助金屬氧化物與二氧化碳反應(yīng)就可將二氧化碳埋藏起來。

來源丨專業(yè)洞察

礦化埋藏就是將二氧化碳埋藏在礦物質(zhì)層中，而礦物質(zhì)層中含有大量的堿性氧化物（如氧化鎂和氧化鈣），他們可以與二氧化碳反應(yīng)從而將二氧化碳固化起來，二氧化碳固化后形成的化合物比較穩(wěn)定，就無法擴(kuò)散到大氣中。礦化埋藏也稱礦石碳化埋藏，反應(yīng)中的金屬氧化物就是地層中的礦石，他們與二氧化碳反應(yīng)后的產(chǎn)物主要為碳酸鎂和碳酸鈣（即石灰石）等化合物。

2 為什么要將二氧化碳藏起來？

二氧化碳埋藏技術(shù)有著重要的工程意義。
首先，它可以顯著減少溫室氣體排放量，從而對氣候變化產(chǎn)生積極影響。

二氧化碳是溫室氣體的一種，我們居住的地球在吸收太陽的熱量的同時也會向外發(fā)射紅外線進(jìn)行散熱。而自然情況下，地球大氣層中的氣體不會去吸收紅外線散發(fā)的熱能，即地球自身散發(fā)的熱能可以“完好無損”的從大氣層中通過，將熱量傳遞到宇宙，從而給地球降溫。

其次，二氧化碳埋藏可以利用已經(jīng)存在的油氣田或鹽水層等地質(zhì)構(gòu)造，使其得到再利用，促進(jìn)能源和資源的可持續(xù)利用。

對于油氣田來說，一些油氣田在開采過程中會產(chǎn)生大量的二氧化碳。通過將這些二氧化碳捕獲并注入到原本的油氣田中，不僅可以減少溫室氣體排放，還可以有效利用油氣資源，促進(jìn)能源的可持續(xù)利用。
而鹽水層通常是含鹽水的地下巖石層，沒有經(jīng)濟(jì)利用價值，通過將二氧化碳注入鹽水層，既可以將其永久封存起來，防止其進(jìn)入大氣層，又能夠充分利用這些鹽水層資源，實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。

來源丨新華社

此外，二氧化碳埋藏還能夠減少二氧化碳泄露的風(fēng)險，從而保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類健康。這是由于位于海床之下900米處我們稱之為咸水層，它具有穹頂式的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以像一個“巨碗”一樣將二氧化碳扣在海底。同時，埋藏在地下的二氧化碳會與水和巖石發(fā)生礦化反應(yīng)，其余部分沒有反應(yīng)的二氧化碳則會溶于地下層水流中。通過二氧化碳埋藏技術(shù)將二氧化碳永久儲存于海底，我們可以有效減少溫室氣體的排放，對抗全球氣候變化帶來的風(fēng)險。然而，我們也需要持續(xù)加強(qiáng)研究、創(chuàng)新和監(jiān)管措施，以確保二氧化碳埋藏技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展和安全實施。只有共同努力，我們才能應(yīng)對氣候變化這一全球性挑戰(zhàn)，為未來的可持續(xù)發(fā)展鋪平道路。