Science：將二氧化碳變成“石頭”封存 是一種解決溫室氣體排放的好辦法？

碳捕獲和封存是世界各國科學家探索的一個解決溫室氣體的方案。這個方案的關鍵技術在于如何安全、永久地儲存二氧化碳。Science近日刊登了一則最新進展，將二氧化碳注入玄武巖轉化為良性固態碳酸鹽。研究團隊認為該方法可以長期地儲存人為制造的二氧化碳，而且也比其他方法要快。

目前，控制溫室氣體排放大致可以分為三種技術路線：提高能源使用效率和節能；可再生能源的開發；碳捕獲和封存技術。所謂碳捕獲和封存，是用工業手段將化石能源燃燒時產生的二氧化碳分離出來，壓縮運輸到指定地點，并予以封存。而該文所討論的地質封存是碳捕獲和封存中的一種，是利用大自然封存天然氣等氣體的原理實現封存。該方法有巨大的封存潛力。

行之有效的碳地質儲存要求長期安全、為公眾所接受，還要考慮規則、政策以及經濟效益。

其中，現有的地質儲存技術上最大的挑戰是泄露。1986年喀麥隆尼奧斯湖發生地震而導致二氧化碳泄露，造成附近村莊數千人死亡。如果二氧化碳被封存在海洋而發生泄露，也會直接傷害海洋生物。只有泄露率低于≤0.1%的技術才真正對緩解溫室氣體造成的環境變化有益。

而該技術最大的亮點之一是通過二氧化碳與巖石反應實現礦物化將泄露風險最小化，有助于長期、安全儲存二氧化碳，并為公眾所接受。

圖一：CarbFix計劃橫斷面分析圖

圖二：被追蹤的溶解有二氧化碳液體的示蹤劑濃度、ph值、DIC等數據

圖三：對比計算和測量被追蹤的溶解有二氧化碳液體的DIC以及C14濃度

該團隊發現，不到2年，原位二氧化碳在玄武巖中就可以完全礦化。一旦以硅酸鹽形式儲存，泄露的危險就會消除，對儲存點的監控工作也會大幅減少，進而增強了儲存的安全性，也提高了公眾為之接受的可能。

這項計劃其實并不是研究團隊第一次見諸報道，早在2013年已有相關信息。以下是當時報道的項目示意圖

從公開披露的信息來看，該技術很好地解決了二氧化碳泄露風險，具有礦化速度較快等特點。

目前，碳捕獲和封存技術在國際社會仍然處于一個謹慎對待的態度。碳捕獲和封存技術是對現有的化石能源體系的環保改良技術，因此可以讓人們繼續使用化石能源，具有一定的優勢。但同時，相比于可再生能源一勞永逸，它是對解決碳排放的權宜之計。此外，碳捕獲過程是一個能耗換排放的過程，碳捕獲和封存從經濟效益的角度也并不是那么劃算。

此外，它還存在減排效果的計算問題，泄露風險，存在發達國家跨境轉移二氧化碳污染之嫌，并且仍然游離于國際對溫室氣體治理、環保等相關國際法律之外。

希望這個項目，可以很好地解決目前碳捕獲和封存技術存在的問題。

論文地址：Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions

（該論文可通過Sci-hub.cc下載）

材料牛編輯整理。