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文档简介
1、 为了遏制全球气候变暖,科学家开始捕捉二氧化碳了近年来全球气候变暖,森林火灾、极寒暴雪、冰架垮塌等自然灾害屡见不鲜.。为了遏制全球气候变暖给地球带来的严重危害,国际社会纷纷采取各种有力的政策和措施.。二氧化碳作为最主要的温室气体,被认为是遏制全球变暖的突破点.。于是,科学界对二氧化碳动手了,其中,“碳捕捉”技术格外引人注意.。最近,特斯拉创始人埃隆马斯克更是宣布将捐赠1亿美元,用以奖励最佳“碳捕捉”技术.。所以,“碳捕捉”技术真的那么神奇吗?拯救全球气候,讲究“收支平衡”一提到二氧化碳的产生,我们通常会想到人类呼气、工厂废气排放、汽车尾气排放等,你或许很难想象,我们手里小小的一部手机,在生产过
2、程中就会排放大约200斤的二氧化碳.。在社会高速发展的当下,二氧化碳的排放量更是以惊人的速度增长.。于是在治理全球气候变暖的思路中,“碳中和”的概念应运而生.。从字面意义上说,“碳中和”就是在某个时期、某个区域内,通过植树造林和其他技术手段,从大气层中捕捉、吸收的二氧化碳总量,恰好等于因为人类活动而产生,并且排放到大气中的二氧化碳的总量.。也就是说,如果把大气中的二氧化碳看作一个整体的话,人类排放的二氧化碳可以视为“收入”,而人类从大气中获取、利用的二氧化碳则视为“支出”,当收支相抵的时候,便达成“碳中和”.。目前全球普遍达成共识,为了把整体上升温度控制在人类能够接受的程度(平均上升2C),需
3、要在本世纪末,在全球普遍实现碳中和的目标.。这就需要“开源节流”:一方面,降低二氧化碳的排放量,另一方面,拓宽二氧化碳的利用途径.。前者在全球实行经济大发展、生产大进步的前提下,无法做到有效地降低二氧化碳排放量.。因此,各界普遍把目光聚焦在后者把碳捕捉,并利用起来.。将二氧化碳变成液态,深度封存“碳捕捉”技术其中一个解决思路,就是把二氧化碳集中搜集起来,再以高压将其直接灌入地层深处,利用厚实的地层将二氧化碳“封印”起来.。这被称为“碳捕集和储存技术”.。而在“碳捕集和储存技术”中,将二氧化碳变成液态(超临界流体)再进行封存的方法,备受科学界重视.。这项技术最大的好处,是门槛较低,成本也较低.。
4、一般来说,在大约60个标准大气压下,二氧化碳就可以在室温下变成液态,而这个压强在工业上很容易实现.。液态二氧化碳的流动性也很好,通过耐压长管输送到地下,并不难做到.。同时,用来“封印”的场所也是现成的,那就是全球已经接近采完的油田、气田甚至煤矿,都包含了容积巨大的地下采空区.。它们的容积量加在一起,远远超过了人类每年二氧化碳排放的总量.。此外,很多国家都在尝试把二氧化碳封印和石油开采相结合,也就是把超临界态的二氧化碳,注入到含油的岩层,从而降低石油的黏度;而氣化膨胀的二氧化碳,又会把石油“挤”向井口,就像你用吸管往利乐包的饮料里吹气,饮料会从管口自己飙出这就叫做“二氧化碳捕集与储存、驱油技术”
5、.。然而,这个方案还存在诸多不确定因素:人类还不确定,这么做会不会影响地层的稳定.。现有的研究表明,在活动断层存在大量的水时,发生断层粘滑的概率会提高,进而诱发地质灾害.。那么,液态二氧化碳会不会也有类似效果呢?此外,如果发生了地震,会不会让这些被“封印”的二氧化碳脱离牢笼,重新回到大气之中?高压下的二氧化碳,在水中的溶解度相应增大,会不会对地下水构成污染,甚至造成“二氧化碳施肥效应”,让一些植物大面积地疯长,破坏现有的生态平衡?所有问题,目前尚没有明确的答案,但已经都在科学家们努力的探索研究之中了.。矿物封存法的利与弊除了上述“液态封存法”之外,还有一种“碳捕集和储存技术”,把二氧化碳先通过
6、化学反应,变成固态的化合物,再拿去封存,称为“二氧化碳的矿物封存”科学家用氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)等活泼金属的氧化物,在加热、加压的条件下,和水、二氧化碳一起发生反应,生成碳酸钙(CaCO3)、碳酸镁(MgCO3)等碳酸盐;而这些固态的碳酸盐,无论是埋入地下还是用作建筑材料,安全性都很好.。同样,我们也非常容易获得氧化镁和氧化钙:它们主要来自工业和采矿业的废渣.。比如,炼钢产生的钢渣、发电产生的粉煤灰、制造水泥产生的水泥窑灰,都富含氧化钙;采矿产生的石棉尾矿、镍尾矿,则富含氧化镁.。而这种“以废制废”的策略,不仅能以低廉的价格得到矿物封存的原料,还能顺带降低这些废渣本身对环境的污染风
7、险,属于一举两得.。然而,加热、加压,意味着巨大的能源消耗;而水和催化剂的使用,又会带来新的环保压力.。两者加在一起,也会使成本相应增高,这大约是“液态封存”的几十倍之多,影响了其应用推广.。“碳捕捉”的未来在何方事实上,“碳捕集和储存技术”中的“液态封存法”和“矿物封存法”,主要针对的是工业排放的气体,其中二氧化碳浓度较高,而这也是目前二氧化碳增量的最大来源.。与之相比,空气中的二氧化碳浓度仅有万分之三左右,捕捉起来效率很低,上述两种方式就难以发挥作用了.。对捕捉空气中的二氧化碳,有人想出了一个脑洞大开的方案:用钢铁制造很多棵“人工树”,顶端建一层面积很大的薄膜,薄膜上有石灰水等碱性物质,使其外观看上去就像是一个巨大的钢铁苍蝇拍.。当风吹过时,这些薄膜上的物质,就会与空气中的二氧化碳发生反应,把它固定下来.。当物质被“吸收”满了,再把“拍面”整个拆下,刮下碳酸钙来,便完成了“碳捕捉”.。还有人提出,用二氧化碳直接加氢还原,从而制作燃料;或者是作为化工的原料,减少对石油的依赖.。这些技术在实验室中都有一定进展,但距离其产业化还有很长距离目前,要真正解决碳捕集、利用的难题,科技人员需要做的事情还有很多,也难怪马斯克砸重金寻找最佳的“碳捕捉”技术了,毕竟,一旦技术成熟,除了商业目的,的确也将造福整个人类社会.。科研人员在努力,作为普通人的我们,同样可以贡献自己力量.。一方面
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