將二氧化碳“囚禁”起來,關進地球的深處,若干年后,這些溫室氣體還可以轉化為碳酸鹽,供人們開采使用———這一想法并非天方夜譚。日前,專家正在研究論證一項大規模將二氧化碳和氮氣的混合氣體注入地下煤礦的計劃,并進行了區域性示范。記者從中國科學院大連化學物理研究所了解到,一旦該計劃成功實施,意味著未來我國的二氧化碳減排負擔可能因此減輕。
“關押”CO2
能一舉三得按照計劃,二氧化碳和氮氣混合之后,將被關進煤礦深處,初步選定的“囚禁”地點位于河南省內的部分煤礦區域。在專家看來,這一措施既能起到“囚禁”二氧化碳的作用,還能有效提高煤礦瓦斯的產出率,減小采煤過程中存在的安全隱患。
“讓二氧化碳去和煤礦中的甲烷爭奪‘領地’,甲烷基本上只有離開煤礦的份。”中國科學院大連化學物理研究所現代化工研究室能源環境工程組的王勝博士告訴記者。
據介紹,在一些地質結構相對比較完整的廢棄礦井或煤區,由于技術或者經濟上的原因,往往有很多深層煤無法開采。當二氧化碳注入到這樣的煤礦后,由于煤體表面對二氧化碳的吸附能力大約是對甲烷吸附能力的兩倍,因此通過二氧化碳和甲烷兩者之間的競爭,二氧化碳有效替換煤層吸附的甲烷,最終被煤體所吸附。就像一場圈地戰爭,原先煤礦中的甲烷氣體到最后都將被驅趕出來。“這樣一來,人們既能夠處理掉大氣中過多的二氧化碳排放,還能獲得額外的甲烷氣體用作能源,一舉兩得。”王勝表示,從理論上來說,我國許多大大小小的煤礦井,都是很好的二氧化碳“囚禁”地點。
“囚禁”技術目前還存缺陷
不過,這一計劃大規模實施的時間還未定。“將二氧化碳‘囚禁’的技術,還需要不斷改進,人們需要克服不少困難,比如填埋在地下的二氧化碳會不會在哪天泄漏出來?海底的二氧化碳增多會使海洋水體變酸,可能會對海洋生態產生負面影響等等。”王勝告訴記者,迫于二氧化碳不斷增加的壓力,我國也在不斷探索更有效的“囚禁”方法。
記者從專家處了解到,在我國,另一項將二氧化碳大規模轉化為碳酸鹽物質的化學“囚禁”法也已進入了實驗室階段,這些技術的成熟都將有助于未來的二氧化碳氣體減排。
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多種手段"關押"CO2
除了將二氧化碳與氮氣相混合,“關押”至地下煤礦這一辦法之外,科學家還曾考慮并嘗試過多種“囚禁”方法:
-油田貯存法
油田分為兩類,一種是開采中的,另一種是廢棄油田。后者就像一個天然的地下“儲存罐”,將二氧化碳注入其中的技術難度較小,比較安全。而對開采中的油田來說,注入二氧化碳能增加油田內的壓力,推動原油向生產井流動,從而提高石油的采出率。由于這一技術經濟價值較高,因此在美國該技術已得到大量的應用,每年大約有3千萬噸的二氧化碳通過此種方式打入油氣田。
-海底造“湖”法
當二氧化碳被轉移到海底數千米的深處時,周圍的壓力和溫度使得它們無法再以氣體形式存在,而是成為液體并且沉淀下來。這一方法主要有兩種實施途徑,一種是經管道或移動的船只將二氧化碳注入并溶解到千米以下的海水中,溶解的二氧化碳隨后會成為全球碳循環的一部分。另一種則是將液化之后的二氧化碳直接灌到海床上,任其沉淀成“湖”。
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