什么是碳存储?

鸟瞰图。在暮光和夜晚,炼油厂和储油罐。周日库存/shutterstock

什么是碳存储,为什么经常被提及是减轻全球变暖的潜在方法?碳存储也称为碳固换,是一种捕获二氧化碳排放并将其存储在煤接缝,含水层,耗尽的油和天然气储层以及其他地面深处的其他空间中的复杂方法。从理论上讲,这将防止这些气体对气候产生影响。

如何捕获碳

二氧化碳气体是在生产来源(例如发电厂)或直接从空气中捕获的。二氧化碳可以与燃烧燃料或工业设施中的燃料之前或之后分离。从大气中除去二氧化碳,这是一种地球工程形式,更加困难和昂贵。建议包括创建巨型海绵像风力涡轮机在二氧化碳生产植物附近,在空气中高高安装,以捕获气体。

地下碳存储

碳存储方法

存储捕获的二氧化碳的最广泛支持的方法是在油田,气田,煤层和盐水含水层等深层地层中。最常见的二氧化碳发射器(如发电厂)通常已经位于这些天然存在的地下“储罐”上方,使它们成为有吸引力的解决方案。此外,将二氧化碳注入这些空间可以帮助公用事业恢复现场已经存在的更多有价值的石油和天然气。费用碳捕获然后可以通过出售或使用这些燃料来抵消存储。在煤接缝中也看到了类似的好处,其中甲烷可以用二氧化碳置换。但是,燃烧甲烷会产生更多的二氧化碳。

在地质地层中存储碳

虽然将碳储存在深盐水中,但不会产生任何增值副产品,但美国能源部目前正在研究二氧化碳在地质地层中的行为,并指出它具有其他优势。美国不仅有足够的深盐水地层来存储超过12,000亿吨二氧化碳,而且大多数二氧化碳排放量已经可以使用它们,从而降低了运输气体的成本。

在水下存储碳

一些碳储存建议涉及将二氧化碳在地面以下至少1000米的深度中注入海洋。然后,二氧化碳将溶解到水中,或者在高压下在3,000米的高压下注射时,会积聚在海底的“湖泊”中,从理论上讲,它可能需要数千年来溶解。

在矿物质中存储碳

通过将二氧化碳与金属氧化物(如镁和镉)反应,也可以在矿物质中储存碳。这个过程称为矿物隔离。当它自然发生时,多年来,这个过程就会产生表面石灰石。加速时,它将二氧化碳变成稳定的碳固体。

碳存储的利弊

碳存储将阻止广泛的二氧化碳排放持续引起和加剧气候变化,并说,它比从化石燃料转换为太阳能等可再生能源的形式要便宜。但是,该过程增加了发电厂所需的能量量,并且大多数专家都同意仅应将碳存储用作过渡解决方案。碳捕获和储存将需要对化石燃料燃料发电厂进行大量投资,并使煤矿开采造成的环境破坏能够持续到未来。beplay体育官网电脑

水下碳存储

对海洋和海洋生物的影响

将碳存储在海洋中有自己的缺点。随着二氧化碳与水的反应,它会形成碳酸。这可能会恶化海洋酸化,它杀死了构成世界粮食供应主要部分的鱼类等海洋生物,例如珊瑚和可食用的鱼类。即使将二氧化碳泵送到大深度时,也可能不久后将其释放到大气中。气候变化引起的强风正在混合海洋中的水,导致二氧化碳从海洋的深处升至表面。

地下泄漏的潜力

碳存储的批评者还关注地下存储空间中二氧化碳泄漏的可能性。天然发生的泄漏可能会极具破坏性,杀死人类和动物,如果碳存储成为常见的解决方案,则这种泄漏可能会增加频率和严重性。即使装有无返回阀,碳注入管也可能会随着时间的推移而分解,从而使气体浮出水面。

捕获的碳的用途

与碳存储相关的问题的一种解决方案是找到用于捕获的碳的用途。碳捕获和利用可能比储存更经济地可行,将被捕获的二氧化碳变成有价值的新产品,例如生物油,化肥,化学药品和燃料。

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图片:Lawerence Berkeley国家实验室/能源部