4月初，荷蘭決心進行大規(guī)模碳封存試驗的消息讓全世界矚目。

荷蘭政府決定在小鎮(zhèn)巴倫德雷特的地下直接封存二氧化碳。由皇家荷蘭殼牌公司實施的這一項目，計劃從2011年開始，將1000萬噸二氧化碳泵入該鎮(zhèn)地下2000米處的兩個廢棄天然氣田。然而，這項計劃遭到了當?shù)鼐用竦膹娏曳磳Α?/p>

巴倫德雷特鎮(zhèn)的居民擔心，儲存在其房子底下的二氧化碳有朝一日會出現(xiàn)泄漏，將造成嚴重后果。

把碳趕到地下的計劃安全性到底如何？我國相關(guān)研究開展怎樣？帶著這些問題，近日記者采訪了相關(guān)專家。

國 外：為二氧化碳尋找出路

如果不是溫室氣體的排放已經(jīng)威脅到人類生存的環(huán)境，大概誰也不會愿意花這么大代價把本來要“飛進”大氣層的二氧化碳“趕入”地下。

煤炭價格低廉，在短時間內(nèi)其主力能源的地位無法改變，而大量研究證明煤炭燃燒排放的二氧化碳對全球變暖的促進作用明顯。“這也就意味著，我們要為這些燃煤產(chǎn)生的二氧化碳尋找出路。”中國科學院武漢巖土力學研究所李小春教授告訴記者。

CO2減排主要有3種途徑：節(jié)能增效、低碳能源利用、CO2捕集與封存。

CO2捕集和封存（CCS）是將CO2從排放源中分離出來，輸送到一個封存地點注入深部地層，使CO2長期與大氣隔絕的過程。在應對氣候變化的努力中,這種方式被寄予很高期望。

一直期望在氣候變化問題上引領(lǐng)世界的歐盟，近年來投入大量財力物力開發(fā)這項技術(shù)。據(jù)報道，歐盟已為此注入10多億歐元啟動資金，還將通過碳交易體系再籌措45億歐元后續(xù)資金。歐盟還要求，2020年之后以煤為燃料的新建電廠都應具備碳捕捉技術(shù)。歐盟一位負責能源事務的高官甚至聲稱，減少溫室氣體排放，碳封存是一種最好的選擇。

美國的一些能源企業(yè)也正在就這一技術(shù)加強研發(fā)與投入。據(jù)國際能源署預測，到2020年，全球?qū)⒒ㄙM560億美元，用于建設100個類似的碳封存項目；2021至2030年，相關(guān)資金投入將達到6460億美元。

國 內(nèi)：此類研究剛剛起步

目前碳捕集和封存技術(shù)在全球范圍內(nèi)尚處于研發(fā)和示范階段。

混在燃煤電廠、化工廠尾氣中的二氧化碳是如何被逮住的？李小春告訴記者，最常見的碳捕獲技術(shù)是用醇胺類溶劑吸收工業(yè)廢氣中的二氧化碳，而先進的煤氣化多聯(lián)產(chǎn)電站則能從氣化的煤中直接捕捉二氧化碳。

中國科學院工程熱物理研究所金紅光研究員的一項關(guān)于碳捕捉的技術(shù)，正是用于煤氣化多聯(lián)產(chǎn)電站。它被中國工程熱物理學會作為重點推薦項目，在最近召開的中國科協(xié)學術(shù)建設發(fā)布會上發(fā)布。

這項技術(shù)用于發(fā)電系統(tǒng)，在節(jié)能10%—18%的同時，二氧化碳分離耗能大幅降低，系統(tǒng)零能耗捕集二氧化碳。據(jù)介紹，這一方法突破了國際上尚未解決的能耗過高的技術(shù)瓶頸，在低碳技術(shù)創(chuàng)新方面取得了重要進展。

“我們的技術(shù)只是碳捕集這個大系統(tǒng)中的一個小環(huán)節(jié)。”金紅光對記者說。整個碳捕集系統(tǒng)還需要很多技術(shù)的集成。他們的研究也還只是試驗階段的成功。

李小春專門從事CO2地質(zhì)封存研究。據(jù)他介紹，通過輸氣管道，不同純度的二氧化碳被送到三類埋存點:采空或接近采空的油氣田、不可采的煤田，以及千米以下的咸水層，在二氧化碳的三大“歸宿”中，油田算得上最為成熟和經(jīng)濟的去處。

當二氧化碳被200個大氣壓送入千米油田深處，很快就與巖石孔隙中不易開采的石油“混為一團”，原本粘稠厚重的石油迅速稀釋膨脹，紛紛從小孔中溢出，變得更易開采。據(jù)介紹，美國共有70多座油田采用二氧化碳驅(qū)油，年消耗二氧化碳達3000萬噸，增產(chǎn)10%。1992年至今，我國先后有六七座油田嘗試了二氧化碳驅(qū)油技術(shù)，二氧化碳一次性最大封存量達11萬噸。

相對油氣田、煤田而言，咸水層封存的選擇余地更廣。當二氧化碳順著鉆孔抵達咸水層，便會立即鉆進高滲透性的砂巖層，再被濕軟的泥巖層牢牢封住。

近幾年，包括“973”“863”在內(nèi)的國家重大科研計劃都對CCS的研究進行了立項，并取得了一些進展。

我國的二氧化碳捕集和封存并沒有僅僅停留在理論研究上，一些企業(yè)還在實踐上進行了嘗試。例如，華能公司在北京高碑店發(fā)電廠開展的，每年捕獲3萬噸二氧化碳用于食品工業(yè)的示范項目運行良好，在上海石洞口電廠，每年捕獲10萬噸二氧化碳用于食品工業(yè)的項目也開始運營。中石油在吉林油田成功完成了每天注入300—400噸二氧化碳提高采油量的先導實驗，計劃到2015年實現(xiàn)年封存二氧化碳120萬噸，增加原油產(chǎn)量100萬噸。神華集團在鄂爾多斯的煤制油項目中，10萬噸級的碳捕集與封存項目已進入設計階段。

金紅光是國內(nèi)較早進行碳捕集研究的學者，1994年，還在日本讀博士的他，畢業(yè)論文的題目就是碳捕集。但他認為，現(xiàn)在我國對碳捕集和封存的研究還顯欠缺。

“碳捕集和封存對低碳發(fā)展的影響是正的還是負的？”這些問題都需要深入的研究，然后還有技術(shù)路線、具體的捕集和封存技術(shù)等。

專家說：理論上封存具備安全性

環(huán)保組織對碳封存的安全性充滿了擔憂。擔心大致可分為三類：泄露、引發(fā)地震和腐蝕。李小春認為，這些問題都完全可以避免。

泄露

綠色和平組織認為，被封存的二氧化碳很難始終不泄漏。

李小春說,從技術(shù)上看，往地下注入氣體已有30多年的工業(yè)經(jīng)驗。完全能夠保證二氧化碳的封存不泄露。

目前全球有超過602座地下天然氣儲庫、44個硫化氫與CO2處置場，108個注入CO2以增采石油項目。另外，我國已發(fā)現(xiàn)約30個天然CO2氣田，泰興黃橋氣田已探明儲量達64×108m3。

他認為,這些事實說明，在場地選擇恰當，操作規(guī)范，監(jiān)控嚴密及應急措施具備的情況下，CCS的安全性是可以得到保證的。當然，CCS比上述工程具有更大的規(guī)模、更長的時間尺度、特有的災害發(fā)生機理與過程，需要進行深入系統(tǒng)的研究。

地震

位于挪威的全球最早的碳封存項目至今不過13年，雖然目前運行良好，但尚不足以斷定碳封存沒有“后遺癥”。外界對碳封存還存有可怕的假設，例如誘發(fā)地震。

“科學選址是確保安全封存的關(guān)鍵。”李小春認為只要在選址時遵循科學規(guī)律，封存就不可能會引發(fā)地震。

首先不能選擇本身不穩(wěn)定的地方；其次注入二氧化碳壓力不能過大，要找到力學穩(wěn)定的平衡點；另外，不能選擇有脆性破壞可能性的地方，地質(zhì)的緩慢的變形并不會帶來破壞。他認為，這個科學選址的過程并不比修建水壩等工程的選址困難，是完全可以解決的問題。

他的研究組調(diào)查了全國各大型盆地200萬年來的地質(zhì)變化，實地考察它們的地質(zhì)狀況。“目前已經(jīng)選擇出了8個地質(zhì)條件適合做二氧化碳封存的大型盆地，下一步是確定更具體的安全封存地點。”李小春說。

腐蝕

世界野生動物基金會和綠色和平組織認為，二氧化碳溶于水后會形成碳酸，進而與礦物起反應生成碳酸鹽，但碳酸也會腐蝕用來起封固二氧化碳作用的人造封層和地質(zhì)層。

李小春解釋說，二氧化碳并不是和所有的礦物質(zhì)都產(chǎn)生反應，只是一部分，而其中有的反應可能會是封存更牢固。至于對水泥等人造封層的腐蝕可能確實存在，目前包括他的實驗室在內(nèi)，有研究機構(gòu)在研究新型的材料，如在水泥中加入一些成分，避免它受到腐蝕。這些研究也已經(jīng)有了成果。

與安全性相比，李小春認為高成本和高能耗可能對CCS的發(fā)展阻礙更大。目前有報道說，進行碳捕集將使電價提高50%—100%，同時，捕集的過程需要燒更多的煤。

封存中科學選址也需要大量的資金投入，鉆孔、物探，動輒幾千萬元的投入讓很多企業(yè)望而卻步。

這是項昂貴的技術(shù)，在沒有足夠壓力的情況下，進展注定會很緩慢，李小春說。

核心提示

目前碳捕集和封存技術(shù)在全球范圍內(nèi)尚處于研發(fā)和示范階段。

近幾年，包括“973”“863”在內(nèi)的國家重大科研計劃都對CCS的研究進行了立項，并取得了一些進展。

我國的二氧化碳捕集和封存并沒有僅僅停留在理論研究上，一些企業(yè)還在實踐上進行了嘗試。例如，華能公司在北京高碑店發(fā)電廠開展的，每年捕獲3萬噸二氧化碳用于食品工業(yè)的示范項目運行良好，在上海石洞口電廠，每年捕獲10萬噸二氧化碳用于食品工業(yè)的項目也開始運營。中石油在吉林油田成功完成了每天注入300—400噸二氧化碳提高采油量的先導實驗，計劃到2015年實現(xiàn)年封存二氧化碳120萬噸，增加原油產(chǎn)量100萬噸。神華集團在鄂爾多斯的煤制油項目中，10萬噸級的碳捕集與封存項目已進入設計階段。

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