将二氧化碳储存在地下安全吗?

乍一看，这几乎听起来很疯狂。我们真的能把工厂排放的二氧化碳储存在地下吗?为了找到答案，目前正在进行研究，以测试这样的想法是否不仅可行，而且安全的,并向公众证明。

这种方法被称为碳捕获和储存(CCS)，已经存在了几十年，但从未真正取得成功。然而，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在其最近的报告中表示，如果我们要在未来几年实现我们的气候目标，CCS可能会发挥关键作用。

如果一切都做对了，迹象是有希望的。研究表明，二氧化碳可以安全地储存在地下，比如在深层多孔岩层中，储存数千年，我们甚至发现了存在数百万年的天然二氧化碳袋。

然而，公众和科学界对CCS的看法仍然存在分歧，尤其是因为这种方法似乎鼓励继续使用化石燃料，而不是转向可再生能源。目前还不清楚CCS可以扩大到什么程度。

据估计，在化石燃料的工业使用中，高达90%的碳排放可以被CCS捕获，在过去的20年里，CCS已经在世界各地开展了十多个大型项目。但是，由于商业案例有限，采用率低，公众对安全的担忧挥之不去，CCS的有效性究竟有多高，这些问题仍然存在。

“从理论上讲，我们有足够的能力永久储存(化石燃料)燃烧产生的所有二氧化碳。”

Edda Sif博士Aradóttir，雷克雅未克能源公司副总经理

CCS的一个主要问题是，二氧化碳可能从这些地下水库泄漏到周围的空气中，导致气候变化，或污染附近的供水。另一个风险是由地下压力积聚引起的人为震动，即所谓的诱发地震活动。

在一个名为ENOS的项目中，科学家们正在欧洲的五个试验点进行研究，以研究碳储存面临的一些问题。

负责协调该项目的法国地质与矿业研究局(BRGM)的项目经理Rowena Stead说:“ENOS的总体目标是展示安全可靠的存储。”“这包括在现场和实际条件下开发和测试技术。”

注射

为了调查泄漏和安全储存技术的问题，ENOS正在西班牙布尔戈斯市附近的Hontomin技术开发工厂(TDP)进行二氧化碳注入或泵入地下的研究，在那里，二氧化碳被泵入一个1600米深的井中，旁边是一个地下水库。

该项目将持续到2020年9月，将使用各种地下和地面传感器来监测井，并寻找任何可能泄漏到附近供水系统中的天然气。

ENOS还将使用地球物理传感器来监测任何由注入二氧化碳引起的地震活动，如震颤。

BRGM地下水资源部门负责人帕斯卡尔•奥迪根博士(Pascal Audigane)说:“这类地震的震级很小，这意味着地表发生地震的风险为零。”但地球物理监测工具可以检测到这些事件，以防止任何意外压力的风险。

ENOS将模拟二氧化碳注入引起的地震波如何穿过地面。这个想法是，如果我们知道这些震动是如何引起的，这就可以帮助我们选择未来风险最小的碳储存地点。

在英国和意大利撒丁岛的另外两个即将开始注入的地点，ENOS还将进行实验，以了解上覆岩石或断层(岩石相互滑动的地方)是如何导致泄漏的。这些实验旨在帮助建立更好的检测工具和选择安全地点。

ENOS研究的关键不仅在于测试CCS是否安全可行，还在于解决公众的担忧。据斯特德说，ENOS一直在与测试地点附近的当地社区举行会议，回答他们的问题，并解释这项技术是如何工作的。

完整的循环

虽然ENOS仍在测试碳储存的安全性，但冰岛的另一个名为CarbFix2的项目正在展示如何将碳作为矿物永久捕获、运输和储存。这是建立在一个早期项目的基础上，该项目测试了如何捕获和注入二氧化碳到岩层中。

该项目于2017年8月开始，将在冰岛首都雷克雅未克附近的Hellisheidi地热发电厂运行三年半。在这里，二氧化碳从工厂中被捕获，通过管道运输，然后储存在地下数百米的地方。

为了处理泄漏问题，CarbFix2有一个新颖的解决方案。他们把二氧化碳溶解在水中，然后再注入地下，这意味着它以溶解的液体而不是气体的形式储存。他们选择玄武岩作为储存点，玄武岩与碳反应生成方解石。

雷克雅未克能源公司副总经理、项目协调员Edda Sif博士Aradóttir说:“我们的注入方式与(传统的)碳捕获储存完全不同。”这样我们就不用担心泄漏了。

为了应对地震活动，核电站密切管理水和溶解气体的注入，以避免在已经地震活跃的地区造成震动。岩石的类型也很重要——高渗透性和孔隙度意味着二氧化碳可以更容易地循环而不会被堵塞。

Aradóttir博士指出，该项目最大的风险不是来自二氧化碳的捕获、运输或储存，而是来自工厂产生的硫化氢(H2S)的共同捕获。在高浓度下，这可能是有毒的，因此必须小心避免在捕获过程中可能伤害工人的气体泄漏。

CarbFix2通过捕获、运输和储存二氧化碳，展示了整个CCS周期，每公吨成本为22欧元，不到之前估计成本的一半。目前，他们的系统捕获了大约35%来自工厂的二氧化碳，但Aradóttir博士说，将其扩大到100%是没有问题的。她说:“理论上，我们有足够的能力永久储存(化石燃料)燃烧产生的所有二氧化碳。”

Aradóttir博士认为，在实现这一目标之前，需要有投资碳储存的政治意愿。关键在于解决安全问题。但如果像ENOS和CarbFix2这样的项目能够证明这项技术既安全又可行，那么它可能对我们的未来很重要。她说，这可能是对抗气候变化的一个主要因素。

乔纳森·奥卡拉汉著