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图2:CCS工作原理示意
矿物封存又是神马?
矿物封存是指通过一系列的化学反应(主要是CO2与含Mg和Ca的矿物发生的放热反应),在催化剂的辅助下,把气体二氧化碳转化成稳定的固体碳酸盐(主要是菱镁矿MgCO3和方解石CaCO3)。
矿物封存和地质封存相似之处在于,它们都是需要把二氧化碳注入到地下;但地质封存只是单纯的物理封存法,不存在二氧化碳转化为碳酸盐的化学反应。科学家的思维其实很简单,既然二氧化碳气体这么讨厌,那我们就发个大招儿把它石化了嘛。
不过,科学也是源于生活,二氧化碳转化成碳酸盐的现象在自然界是普遍存在的,比如我们常见的大理石和石灰岩就有很大一部分是这样形成的。这样的自然现象虽然存在,但是化学反应非常缓慢,往往需要数百年甚至上千年的时间才能观测到显著的变化。科学家所研究的,是怎样加快这样的化学反应,在安全且经济的条件下,让二氧化碳的排放和回收可以得到平衡。矿物封存是一种相对比较新的技术,目前还处于理论和实验研究阶段,没有投入大规模的工业使用。
矿物封存好麻烦的样子,我们鼓捣它做什么?
首先是安全性,二氧化碳转化成了碳酸盐之后,我们就再也不用担心气体泄漏的问题了,可以说是一劳永逸。而且反应过程中也不会产生有害的化学物质。相比之下,地质封存则需要长期的监控,因为高浓度的二氧化碳泄露会造成重大安全隐患。
另外,地球上含镁和含钙的矿物非常多且分布广泛(研究表明,美国拥有足够储存500-900年碳排量的矿物),我们不用像地质封存那样到处寻找稳定的地质结构来储存气体。
3说了半天,CCS这玩意儿到底靠谱么?
到2017年年底,全球预计会有21个大型CCS工程投入使用,预计可以每年回收4000万吨二氧化碳。据估计,每年全球的二氧化碳总排放量约为95000万吨,其中25%来自发电站(也就是20000万吨左右);那么理论上讲,这21个CCS项目就可以回收处理掉1/5来自火力发电厂的二氧化碳。写了这么一大堆数字,到底是想说什么呢? 我是想说,CCS是很靠谱的。有了CCS,零碳排时代真的就不再遥不可及了。
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