冰島的一座發(fā)電站里，火山巖被用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化成像鹽一樣的晶體。溫室氣體在地底下用數(shù)月時(shí)間變成固體，該過(guò)程在自然情況下需要花費(fèi)數(shù)個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。
這項(xiàng)研究是一個(gè)大型科學(xué)探索項(xiàng)目的一部分，目的是在發(fā)電站進(jìn)行碳捕獲，之后將其儲(chǔ)存在地下，具體細(xì)節(jié)刊登在周四的《科學(xué)》期刊上。碳固化能降低其排放進(jìn)空氣中從而導(dǎo)致氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)。
雷克雅未克附近的赫利舍迪（Hellisheidi）地?zé)犭娬?，研究人員將二氧化碳溶解于水再注入玄武巖中，與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成礦化。這個(gè)名為“碳固化”（Carbfix）的項(xiàng)目始于2007年。
“從傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，這些反應(yīng)的速度很慢。”Martin Stute說(shuō)道，他是哥倫比亞大學(xué)的副高級(jí)研究員和這篇論文的首席作者。“它們需要成百上千年的時(shí)間。”
在赫利舍迪，這種過(guò)程不到兩年即可完成。研究人員利用化學(xué)示蹤劑來(lái)追蹤埋在地下400到1300米深井之中的二氧化碳，然后通過(guò)巖石取樣的方式來(lái)驗(yàn)證結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)巖石上覆蓋著白色的結(jié)晶碳——之前被注入進(jìn)去的二氧化碳中有95%的已經(jīng)變成了晶石。
“這個(gè)消息相當(dāng)振奮人心。”在太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究碳封存的科學(xué)家Pete McGrail說(shuō)道。他表示，碳固化的實(shí)地試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了多年來(lái)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，這意味著二氧化碳可以非常快地礦化。
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赫利舍迪是冰島最大的地?zé)岚l(fā)電站，利用該國(guó)儲(chǔ)量豐富的地下火山熱能來(lái)發(fā)電和發(fā)熱。盡管地?zé)崾强稍偕茉?，但卻并非不會(huì)產(chǎn)生碳排放或臭氣：從地下泵上來(lái)的水不僅含有二氧化碳，同時(shí)還含有硫化氫，后者是一種有著臭雞蛋氣味的腐蝕性氣體。
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雷克雅未克能源公司的經(jīng)營(yíng)者表示，該發(fā)電站每年會(huì)排放出4萬(wàn)噸碳，相當(dāng)于同等發(fā)電量火電站的5%，但冰島政府正向該公司施壓，要求其消除掉含硫氣體。
論文合著者及雷克雅未克能源項(xiàng)目經(jīng)理Edda Sif Aradottir去年承認(rèn)道，對(duì)硫磺氣味進(jìn)行處理的需求使碳固化項(xiàng)目成為了可能。“如果你看看世界各地的其他項(xiàng)目，那些成功的典范都會(huì)有著某種類(lèi)似這樣的附加價(jià)值，否則就難以獲得資助和批準(zhǔn)。”她說(shuō)道。
Aradottir指的是項(xiàng)目成本，許多碳捕獲項(xiàng)目的成本都過(guò)高。她表示，由于這家冰島發(fā)電站已然不得不建造基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)提取廢氣，因此碳儲(chǔ)存成本“每噸只需30美元”。
類(lèi)似項(xiàng)目的成本可能是其三倍，因此像加拿大投資11億美元的邊界大壩項(xiàng)目這樣的設(shè)施才會(huì)利用捕獲的二氧化碳來(lái)提高油井產(chǎn)量，而不是簡(jiǎn)單的將之儲(chǔ)存起來(lái)。盡管如此，這仍是一種新技術(shù)，這類(lèi)項(xiàng)目試圖讓火電變得更清潔時(shí)都會(huì)遇到財(cái)政和技術(shù)困難，例如邊界大壩和密西西比電力公司肯珀縣發(fā)電站。 夲呅內(nèi)傛萊源亍：ф啯碳*排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
除了成本方面的考慮以外，碳固化項(xiàng)目的研究人員還注意到這會(huì)用到大量的水：每隔離1噸二氧化碳就得使用25噸的水。
“需要用到如此大量的水是這項(xiàng)技術(shù)的缺點(diǎn)。”Stute承認(rèn)道，但他補(bǔ)充稱(chēng)有部分或者全部的水將會(huì)被回收利用。與地?zé)釓U水相比，海水或許也可以被用于這項(xiàng)技術(shù)，他說(shuō)道：“沒(méi)有明顯的證據(jù)表明不能使用海水，但我認(rèn)為這方面顯然還有待研究。”
McGrail還注意到，目前還不清楚碳固化是否能達(dá)到商業(yè)規(guī)模。“還有一些重要工作需要完成。”他說(shuō)道。油井還能被用于注入二氧化碳多長(zhǎng)時(shí)間，以及還能處理多少二氧化碳，這些問(wèn)題都有待解答。
碳固化項(xiàng)目最初試點(diǎn)時(shí)注入了250噸氣體（大部分是二氧化碳，此外還混合了部分硫化氫）。Stute表示，赫利舍迪地?zé)岚l(fā)電站每年固化封存的廢氣總量已經(jīng)提升到了5000噸；項(xiàng)目的最終目標(biāo)是能處理掉該發(fā)電站排放的所有二氧化碳和硫化氫。盡管存在引發(fā)地震的風(fēng)險(xiǎn)，但Stute表示這種事情尚未在赫利舍迪發(fā)生過(guò)，“人們必須十分了解這里”，這樣才能確保其能容納注入的二氧化碳。
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