也許人們還不知道，北京部分碳酸飲料中添加的二氧化碳，來自一項(xiàng)目前備受關(guān)注的技術(shù)——碳捕集和封存，這項(xiàng)新技術(shù)事關(guān)人類面臨的重大挑戰(zhàn)——“全球氣候變暖”，該技術(shù)對(duì)減少溫室氣體排放具有深遠(yuǎn)的意義，將為人類減緩氣候變暖帶來希望。
碳捕集與封存(簡稱CCS)是指將大型發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產(chǎn)生的二氧化碳收集起來，用各種方法儲(chǔ)存以避免其排放到大氣中的一種技術(shù)。它包括二氧化碳捕集、運(yùn)輸以及封存三個(gè)環(huán)節(jié)，可以使單位發(fā)電碳排放減少85%至90%。
捕集二氧化碳可達(dá)食用程度
“北京已有比較成熟的碳捕集技術(shù)，現(xiàn)在許多碳酸飲料里的二氧化碳都是從北京高碑店熱電廠試驗(yàn)示范裝置中生產(chǎn)的，純度非常高，大家可以放心喝。”西安熱工研究院北京分院二氧化碳控制與減排研究所黃斌博士表示。
北京高碑店熱電廠二氧化碳捕集試驗(yàn)裝置，是我國首個(gè)燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集示范工程，在2008年7月北京奧運(yùn)會(huì)之前建成投產(chǎn)，預(yù)計(jì)年回收二氧化碳能力可達(dá)3000噸。黃斌就是提供二氧化碳捕集技術(shù)的負(fù)責(zé)人，他說，煙氣二氧化碳捕集技術(shù)工作原理，就是讓電廠排放出來的氣體，通過可以吸收二氧化碳?xì)怏w的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)煙氣中二氧化碳進(jìn)行捕獲，該項(xiàng)技術(shù)的二氧化碳回收率可以超過85%，對(duì)于減少現(xiàn)有電站的二氧化碳排放具有重要意義。
黃斌說，從高碑店熱電廠二氧化碳捕集試驗(yàn)裝置里捕集出的二氧化碳，精制以后可以達(dá)到食用的程度，就是99.9%至99.99%的程度，截至2009年春節(jié)，二氧化碳捕集系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，銷售食品級(jí)二氧化碳已超過800萬噸。
如何科學(xué)利用二氧化碳
要減少一種物質(zhì)對(duì)人類的危害，最好的辦法就是科學(xué)利用。黃斌博士說，二氧化碳其實(shí)也有兩面性。一方面會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)；另一方面也會(huì)對(duì)人類有利，比如說用作植物氣肥和果蔬保鮮劑。還可作為某些滅火器的原料，工業(yè)上可制純堿、尿素、汽水等，二氧化碳的成品干冰可作制冷劑，保藏容易變壞的食物，還可用于人工降雨。另外在溫室栽培中，常用二氧化碳作為肥料。
目前全球二氧化碳工業(yè)利用量大約是每年1至1.5億噸。美國是世界上最大的二氧化碳生產(chǎn)國和消費(fèi)國，生產(chǎn)能力每年約1000萬噸。中國有二氧化碳生產(chǎn)企業(yè)100家左右，生產(chǎn)能力是每年200至250萬噸，而一個(gè)幾十萬千瓦的燃煤電廠，一年能捕獲二氧化碳100至200萬噸，同目前中國企業(yè)生產(chǎn)的二氧化碳的總量是差不多的，黃斌說，“目前人類對(duì)二氧化碳的消費(fèi)量是非常有限的，因此人類面臨的一個(gè)問題是，由于過度地使用化石原料造成了二氧化碳過多，而人類無法消費(fèi)多出的龐大的那部分，所以造成了一系列氣候和生態(tài)問題。”
徹底做法是把多余二氧化碳封存
如何處置多出來的二氧化碳，一個(gè)“異想天開”的解決方案出臺(tái)了：把人類排放的二氧化碳?xì)怏w捕捉并集中起來，深埋于海底或地下，徹底解決因溫室氣體而引發(fā)的全球氣候變暖威脅。
“地質(zhì)封存、深海封存將成為被捕獲后的二氧化碳主要去向。”黃斌博士說，二氧化碳被捕獲后，必須對(duì)其進(jìn)行安全、長期地封存，才能最終完成控制二氧化碳進(jìn)入大氣的工作。地質(zhì)封存被普遍認(rèn)為是未來主流的封存方式，其原理是將捕獲到的二氧化碳用管道輸送到地下深處長期或永久性“填埋”在地質(zhì)中。而其中最有存儲(chǔ)潛力的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是正在開采或已枯竭的油田和氣田、鹽田以及深煤層和煤層氣層。據(jù)估計(jì)，若按現(xiàn)在人類二氧化碳的排放量，全世界的鹽田可存儲(chǔ)今后幾百年人類排放二氧化碳的總和。
黃斌介紹，向即將耗竭的油氣儲(chǔ)層和不可開采的甲烷煤層注入二氧化碳是一種“增值”的埋存方式，試驗(yàn)研究表明，注入2倍體積的二氧化碳，可以驅(qū)替一倍體積的甲烷氣體，目前，世界上有70個(gè)油田通過注入二氧化碳來提高石油回采率，是一種非常有前景的碳埋存技術(shù)。
深海封存是指把二氧化碳注入深海中以進(jìn)行長時(shí)間的存儲(chǔ)，大部分二氧化碳在深海中將與大氣隔離若干世紀(jì)，目前深海封存在全世界還未被真正采用，也未開展試點(diǎn)示范，仍處于研究階段。
二氧化碳封存面臨的科學(xué)疑問是，將巨量的二氧化碳儲(chǔ)存到地下或深海，是否有可能逃逸出去？對(duì)此黃斌解釋說，令人樂觀的是二氧化碳并不需要被永久封存，封存的時(shí)間只要保證自然界中碳循環(huán)將大氣中的二氧化碳降到工業(yè)化之前的水平即可，“只要二氧化碳的封存可以在幾千年內(nèi)防止嚴(yán)重泄漏，屆時(shí)碳循環(huán)就可以解決這個(gè)問題，從目前來看，人類的科技發(fā)展應(yīng)該可以做到。”
碳捕集和封存技術(shù)將力挽狂瀾
中國科學(xué)院院士、中科院地學(xué)部原主任孫樞指出，碳捕集和封存是一種實(shí)現(xiàn)全球溫室氣體低排放的關(guān)鍵技術(shù)。“減排”除了節(jié)約能源、利用清潔能源和清潔燃燒技術(shù)外，重要的途徑是二氧化碳的捕集和埋存。隨著工業(yè)化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，燃燒化石燃料所導(dǎo)致的空氣污染和溫室效應(yīng)，已嚴(yán)重地威脅著人類賴以生存的地球環(huán)境，全球氣候變暖是各國可持續(xù)發(fā)展面臨的共同挑戰(zhàn)，解決方法是尋求成本低且有效的方案來減少二氧化碳的排放。
孫樞院士認(rèn)為，目前二氧化碳的工業(yè)分離、管道運(yùn)輸、地質(zhì)封存和工業(yè)利用等方面已經(jīng)形成成熟的市場，這使二氧化碳捕集與封存技術(shù)有可能力挽狂瀾，成為減少溫室氣體排放的有效措施。
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