為什么我們要把CO2注入到幾千米深的地下

文章來源:麻省理工科技評論Casey Crownharve2024-06-20 15:50

二重唱中經常會有一個被忽視的成員；花生醬每次都比花生醬和果凍組合里的果凍要強（至少在我眼里）。對于碳捕集與封存技術來說，碳封存部分往往是被低估的部分。

碳捕集與封存（CCS）技術有兩個主要步驟（你可能從名字就猜到了）。首先，CO2從化石燃料發(fā)電廠等設施的排放物中過濾出來。然后它被鎖起來，或者封存起來。

爭論污染似乎是很重要的一點，而且經常有很多人關注CCS系統(tǒng)可以過濾掉多少排放。但如果沒有封存，整個項目將毫無用處。正是捕集和長期封存的結合才有助于減少對氣候的影響。

不過，碳封存最近受到了越來越多的關注，正如我的同事詹姆斯·坦普爾在他的最新報道中所報道的那樣，碳封存熱潮即將到來。他寫道，聯(lián)邦政府的大量補貼對美國的CCS行業(yè)意味著什么，以及支持新項目是如何幫助我們實現(xiàn)氣候目標，還是將它們推得更遠，這取決于我們如何去做。

這個故事讓我想到了CCS經常被遺忘的第二部分。這里是我們可能封存捕集的碳污染的地方，以及為什么它很重要。

當涉及到封存時，主要的要求是確保CO2不會意外泄漏并開始使大氣變暖。

一個令人驚訝的地方可能符合這一要求，那就是油田。公司們不再建造油井來開采化石燃料，而是希望建造一種新型的井，在這種井中，CO2被加壓，直到達到超臨界狀態(tài)——在這種狀態(tài)下，液體和氣相都不存在——然后被泵入地下深處。在適當?shù)臈l件下（包括深層的多孔巖石和頂部防止泄漏的固體巖石層），CO2大部分會保持不變。

將CO2注入地下并不是一個新想法，盡管在過去，石油和天然氣行業(yè)主要將其用于一個非常不同的目的:從地下開采更多的石油。在一個被稱為提高石油采收率的過程中，CO2被注入井中，在那里它釋放出石油，否則很難提取。在這個過程中，大部分注入的CO2留在地下。

但人們越來越有興趣把CO2送到那里作為最終目的，這在一定程度上是由美國《通貨膨脹減少法案》中的新稅收抵免引發(fā)的。根據(jù)CO2的來源和封存方式，每噸CO2被捕集并永久封存在地質構造中，公司可以獲得85美元的利潤。

在他的報道中，詹姆斯·坦普爾考察了加州的一個擬議項目，該州最大的石油和天然氣生產商之一已經獲得了聯(lián)邦監(jiān)管機構的許可草案。該項目將把CO2注入到地表以下約1828米的地方，該公司的文件稱，該項目可能在未來幾十年里封存數(shù)千萬噸CO2。

不過，引起人們興趣的不僅僅是陸上項目。德克薩斯州官員最近向一些公司批出了一些租約，以便在墨西哥灣的深海封存CO2。

一些公司想把CO2封存在我們使用的產品和材料中，比如混凝土?；炷潦怯苫钚运嗯c水和沙子等材料混合制成的；如果將CO2注入新鮮的混凝土混合物中，一些CO2會參與反應，將其困在原地。我在去年的一篇時事通訊中報道了兩家公司是如何測試這個想法的。

我們每天使用的產品，從鉆石到太陽鏡，都可以用捕集的CO2來制造。如果我們假設這些產品在很長一段時間內不會分解（這個假設的有效性在很大程度上取決于產品），人們可能會認為這是一種長期封存形式，盡管這些市場可能不夠大，不足以在氣候變化的宏偉計劃中產生影響。

最終，雖然我們當然需要減少排放，但如果我們要實現(xiàn)我們的氣候目標，我們仍然需要鎖住CO2。