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除了种植树林进行更多光合作用外,用过滤装置直接收集,或者是埋入海底、地下,都变成了减少温室气体二氧化碳(以下用 CO2 代替)的方法。
创业公司 Climeworks 公司 11 日宣布,它跟冰岛的科研项目 Carbfix 达成合作,在冰岛的 Hellisheidi 地热发电厂落地一个 CO2 气体收集器。这个 CO2 收集器分离空气中的 CO2 后,这部分 CO2 跟水、硫化氢混合后被埋入到地下 400-500 米深处,让其跟地下的玄武岩发生反应,转化成碳酸盐矿石(例如铁白云石)。
相比较为常见的办法而言,将 CO2 以碳酸盐矿石的形式固定下来,可以较为安全,不用担心 CO2 会泄漏出来。以前更常见的是把 CO2 储存在沉积岩中,例如北海海底的油气田,很可能是因为缺少铁和铝,沉积岩的方法可能导致 CO2 泄漏,造成额外的成本。
目前这项收集 CO2 的合作还处于试验阶段。Climeworks 公司设计的 CO2 收集器,利用地热发电厂的一部分热能作为能源,对过滤器进行加热,达到 100 度以上后,CO2 气体就会被分离出去。这部分 CO2 气体混合了空气中的大量水汽和硫化氢一起埋入到地下。
按照 Climeworks 公司的说法,他们的 CO2 收集器每年可以收集 50 吨 CO2,每吨 CO2 需要花费 600 美元。今年年底,这套系统预计可以收集到 900 吨,大约跟一个美国家庭产生的碳排放接近。
至于冰岛的科研项目 Carbfix,其本身的研究方向是利用玄武岩转化、固定大气中的 CO2。该项目由运营着 Hellisheidi 地热发电厂的 Reykjavik Energy 公司联合欧美、冰岛的地质学家、科学家设立,有近 1000 万美元的研究资金。
2012 年开始,Carbfix 项目开始将 CO2 气体打进地下 400-500 米。去年 6 月,Carbfix 团队在《科学(Science)》期刊上发布研究成果,称他们按照水和 CO2 以 25:1 的重量比例,将 250 吨的 CO2 压进了玄武岩层,其中 95% CO2 气体在 2 年时间被转化成碳酸盐矿石,并且没有发生 CO2 外泄。从去年开始,Carbfix 团队开始增加处理 CO2 气体的量,计划是达到每年处理 1 万吨。
这次 Carbfix 团队跟 Climeworks 公司的合作,主要是在收集大气中 CO2 气体上有所帮助。
跟 Climeworks 公司、Carbfix 项目相似的研究有不少,例如 Carbon Engineering 和 Global Thermostat 等公司也在制造 CO2 收集设备,希望以较低的成本降低大气中的 CO2 含量,并且能够量产。
美国能源部太平洋西北国家实验室也在推进跟 Carbfix 类似的项目。2013 年,该实验室的研究团队将 CO2 加压转成液态,塞进哥伦比亚河玄武岩群(CRB)上挖出来的一口洞内,总共 1000 吨的液体 CO2 被转化成了矿石。这项研究成果刊登在了美国化学会(American Chemical Society)的期刊 Environmental Science & Technology Letters 上。
将 CO2 压进玄武岩内让其转化成矿石,确实可以维持数百年。但收集 CO2 的技术,目前来看仍然面临着比较大的难题。
首先是成本比较高,规模化将会需要巨额的资金。Climeworks 的联合创始人克里斯多夫·格博尔德(Christoph Gebald)此前给出过预计,收集 1% 的全球温室气体排放,需要 450 万个 CO2 收集器的设备。本身的设备生产、制造就是很大一笔投入。
本身收集 CO2 在技术上要求的成本支出就比较高。美国物理学会在 2011 年给出的报告称,利用化学物质,从空气中收集 CO2 的技术,每收集 1 吨 CO2 需要 600 美元或以上。如果是在大气中 CO2 含量较高的煤厂附近,成本大约是这个的 1/10。包括 Climeworks 公司在内的 CO2 收集器生产商暂时都还没公布他们每吨 CO2 收集的成本,但普遍给出的预估是,希望将每吨 CO2 收集成本降低到 100 美元。100 美元差不多是每吨汽油价格。
根据 Carbfix 项目的一位地质学家埃德达·阿拉德提尔(Edda Aradóttir)称,过去 3 年,有 1.8 万吨 CO2 被埋进地下,每吨成本是 30 美元。他是这个项目的负责人。这可能是跟他们利用工厂一部分能源进行处理 CO2 有关。
另外一部分的问题是,像 Carbfix 项目需要大量的水,即便是取用海水代替,这也只能适用于海湾地区;还有一部分科学家担心,存在地下的碳酸盐矿石有可能被分解成另一种温室气体甲烷。
“这些看上去有前景的技术都还在早期,也没有被证实(有效),在规模化时也会遇到挑战,记住这一点很重要,”斯坦福伍兹环境研究所的主管克里斯·菲尔德(Chris Field)称,“去除 CO2 技术的最佳案例,我们现在知道具体实施方法的,就是种植更多的森林,保存土壤里的碳含量。”
题图来自:pexels
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