節(jié)能減排，走低碳發(fā)展道路，是應(yīng)對全球氣候變化的最佳方案。因此，如何減排二氧化碳的新技術(shù)日益受到重視，其中碳捕捉和碳封存技術(shù)開始成為一個熱點話題。筆者近日采訪了美國西肯塔基大學(xué)燃燒科學(xué)與環(huán)境技術(shù)研究所所長潘偉平教授，從大氣污染控制、低碳技術(shù)、碳捕捉和碳封存技術(shù)的角度，探討全球和中國面臨的環(huán)境問題及對策。

什么是碳捕捉和碳封存技術(shù)

問：如何有效地處理多余的二氧化碳？碳捕捉和碳封存技術(shù)日益受到重視，能不能簡單介紹一下？

答：碳捕捉與封存是指將大型發(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，并用各種方法儲存以避免其排放到大氣中的一種技術(shù)。該技術(shù)包括二氧化碳捕捉、運輸以及封存3個環(huán)節(jié)。

首先來講碳捕捉，就是捕捉釋放到大氣中的二氧化碳。二氧化碳的捕捉方式主要有3種：燃燒前捕捉、富氧燃燒和燃燒后捕捉。無論采用哪種捕捉方法，簡而言之就是將燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生的氣體收集起來，經(jīng)過脫硫、氮氧化物等環(huán)節(jié)后，將二氧化碳分離并收集起來。

其次是碳封存，當(dāng)二氧化碳被捕捉并將其壓縮之后，壓回到枯竭的油田或者其他安全的地下場所。比如在石油的開采過程中，需要注入二氧化碳，石油才能冒出來。關(guān)于這項技術(shù)的研究可以追溯至1975年，當(dāng)時美國將二氧化碳注入地下以提高石油開采率，但將它作為一項存儲二氧化碳以減少溫室氣體排放的環(huán)保工程，則開始于1989年的美國麻省理工大學(xué)。直至近年來，這項技術(shù)才得到更多的重視和研究。它被認(rèn)為是一種有效減少空氣中二氧化碳濃度的方法。

碳捕捉新技術(shù):有機(jī)氨較成熟

問:碳捕捉技術(shù)具體有哪些方法？在國外有沒有典型的應(yīng)用案例可以推廣？

答：現(xiàn)在美國有1100多家火力發(fā)電廠，通常采用燃后處理技術(shù)。

燃后處理技術(shù)有兩種:一是有機(jī)氨技術(shù)，這是目前較成熟的技術(shù)，但是也有缺點：二氧化碳的捕捉效率只有90%，而且耗能較高。

二是氨水吸收技術(shù)，氨水加上二氧化碳就變成小氮肥，小氮肥可以作為肥料用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。但并不是每一個火力發(fā)電廠都能采用該技術(shù)，它受到了數(shù)量的限制，否則生產(chǎn)出那么多的小氮肥往哪里銷呢？

再有燃燒前處理技術(shù)，新建火力發(fā)電廠可以采用該技術(shù)，例如中國廣東東莞在建的一個火力發(fā)電廠，該廠整體采用了煤氣化循環(huán)發(fā)電技術(shù)。它的好處就是先將煤氣化，煤氣化后主要產(chǎn)生的是氫氣、一氧化碳等，氫氣燃燒就不會產(chǎn)生二氧化碳。

還有一種方法就是化學(xué)循環(huán)反應(yīng)，這是我們實驗室正在試驗的新技術(shù)�；瘜W(xué)循環(huán)的方法就是如何提高火力發(fā)電廠排放氣體中的二氧化碳含量，減少排放氣體中的氮氣含量。我們在研究中選擇了銅、鐵和鎳等金屬，讓這些金屬與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，變成氧化銅等，氮就被分離出來了；再把氧化銅與煤混合燃燒，把氧化銅中間的氧釋放出來跟煤燃燒，產(chǎn)生了高純度的二氧化碳，銅又被分離出來了，所以銅總是在不斷地循環(huán)。該技術(shù)什么時候才能成熟并能在實際中應(yīng)用呢？我想大概要到2020～2025年。

碳不能封存在地震多發(fā)地帶

問：以上所說的碳捕捉和封存技術(shù)有沒有危險呢？

答：有危險。因為現(xiàn)在還沒法證明捕捉和存儲的二氧化碳不會泄露出來。例如在非洲有一個村落，村落里有一個湖，湖底的二氧化碳泄露出來后，使得整個村落所有的人和動物都窒息而死，整個村落因此也消亡了�？梢姸趸夹孤┑奈ｋU性是很大的。

制作可口可樂等飲料和生產(chǎn)小氮肥所需的二氧化碳數(shù)量是有限的，封存二氧化碳可能是目前最佳的方法。封存二氧化碳，首先最主要的是要有大片的空地，這樣才可能把二氧化碳存儲在地下。其次一定要進(jìn)行地質(zhì)勘探，不能封存在地震多發(fā)地帶，萬一發(fā)生大地震，二氧化碳泄露出來會造成極大的危害。目前，封存在地下和礦井下的二氧化碳會不會泄露出來？還沒有一個成熟的技術(shù)可以準(zhǔn)確地探測出來，萬一封存在地下的二氧化碳泄露，對人和環(huán)境會造成很大危害。所以封存二氧化碳的安全性就顯得尤為重要。

增加燃燒效率適合中國國情

問：碳捕捉技術(shù)是不是中國控制二氧化碳排放最佳的途徑？還有沒有其他方法？

答：碳捕捉技術(shù)是一種技術(shù)手段，它并不是控制二氧化碳的最佳途徑，關(guān)鍵是要減少二氧化碳的排放量。短期的手段可以要求火力發(fā)電廠提高燃燒效率，最近，中國政府關(guān)停了20萬千瓦以下的小型火力發(fā)電廠，同時提高大電廠的燃燒效率。此外，中國政府現(xiàn)在鼓勵采用超臨界及超超臨界鍋爐技術(shù)，這是一項很正確的決策。還有，就是利用生物質(zhì)跟煤混合燃燒，這樣二氧化碳的排放可以降低10%～20%。目前來看，最適合中國國情的是增加燃燒效率，還可用混合燃燒，減少二氧化碳的排放量。

現(xiàn)在美國有很多新建的火力發(fā)電廠都采用混合燃燒，為什么？因為這些電廠不需要配備額外的設(shè)備，使用現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備，煤炭跟生物質(zhì)混合燃燒后可以減少二氧化碳的排放。這是短期內(nèi)最直接、最迅速的途徑。

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