把“碳”抓起来,封存!谈海洋碳封存
其实这个话题并不高深,在生活中,我们可以看到从空气中“捕捉”到碳的利用方式,如制造碳酸饮料、制造化肥、制造塑料、用于温室蔬菜培植、制造合成燃料、制造二氧化碳灭火器等。
在全球变暖的大背景下,人工“固碳”成为世界各国的热门研究方向。为降低大气中二氧化碳浓度,冰岛在首都雷克雅未克近郊的地热发电站附近,兴建了全球目前规模最大的碳捕集工厂——奥卡。该工厂通过12台风扇把大气中的二氧化碳“捕捉”,并加热到100℃与水混合(1吨二氧化碳约需27吨水),被泵送入地下约1000米的玄武岩洞穴深处,在地下二氧化碳与多孔的玄武岩发生反应形成固体矿物质,永久储存在地下。
一、所谓固碳也叫碳封存,指的是增加除大气之外的碳库的碳含量的措施,包括物理固碳和生物固碳。物理固碳是将二氧化碳长期储存在开采过的油气井、煤层和深海里。生物固碳就是植物通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为碳水化合物,并以有机碳的形式固定在植物体内或土壤中。这样提高了生态系统的碳吸收和储存能力,从而减少二氧化碳在大气中的浓度,减缓全球变暖趋势。
二、把碳封存在海洋里
海洋每年吸收大约 25% 的人类活动排放的二氧化碳。
碳在海洋中双向流动。二氧化碳可以从海洋释放到大气中,海洋也可以吸收二氧化碳。这些相反方向的净值决定了整体效应。
海洋中较冷和营养丰富的部分能够比温暖的部分吸收更多的二氧化碳。因此,极地地区通常用作碳汇。到 2100 年,预计全球大部分海洋将由二氧化碳组成,这可能会改变海洋化学成分并降低水的 pH 值,使其酸性更强。
海洋碳封存是一种将二氧化碳(CO₂)存储在海洋中的方法,以减少大气中的温室气体浓度。
(一)海洋碳封存的具体方法主要包括以下几种
1. 海洋施肥:通过添加营养物质促进海洋生物的生长,从而吸收更多的二氧化碳。
2. 注入深部海床:将二氧化碳注入深海底层,使其长期封存。
3. 利用海洋微生物、海洋藻类固碳。利用某些微生物的固碳作用来封存碳;大规模养殖藻类,吸收二氧化碳。
4. 建立海洋生态保护区:保护海洋生态系统,增强其碳吸收能力。
5. 发展固碳技术、推广海洋碳汇项目:通过先进科技和固碳项目推动海洋碳封存的实施。
(二)海洋碳封存的优点和挑战!
海洋具有较大的存储容量,相对于其他方法,可能具有较低的成本。
然而,它也面临一些挑战和问题:可能对海洋生态系统产生未知的影响, 需要进行长期的监测和评估,技术和操作上存在一定的难度。
三、海洋碳封存对气候变化的影响
1. 减少温室气体浓度。将大量的二氧化碳封存到海洋中,有助于降低大气中的温室气体浓度。
2.减少温室气体浓度,进而减缓全球变暖的速度。
3. 对海洋的温度、酸碱度等产生影响,从而间接调节气候系统。
- 降低海平面上升幅度:在一定程度上减少温室气体导致的海平面上升。
5. 促进碳循环平衡:有利于恢复和维持地球的碳循环平衡。
四、海洋碳封存可能会对海洋生态系统和人类健康产生一些潜在的负面影响
1. 海洋酸化:改变海水的酸碱度,影响海洋生物的生存和繁殖。
2. 生态系统失衡:破坏海洋生态系统的平衡,影响生物多样性。某些生物减少:一些特定的海洋生物数量可能减少。
3. 食物链干扰:可能导致食物链的中断或改变。通过食物链可能对人类健康产生间接影响。
4.影响渔业资源,对渔业产生潜在影响。
- 一些未知风险可能影响人体健康
因此,在实施海洋碳封存技术时,需要进行全面的评估和监测,以确保其安全性和有效性。
五、碳捕捉和存储技术(又称“CCS技术”),是指从工业和能源相关的生产活动中将二氧化碳从空气中分离出来,运输到已开采油田、海洋等其他安全地下场所进行封存的过程。该技术应用有减少工业生产(火电厂) 中二氧化碳的排放, 减轻温室效应(缓解全球气候变暖)等环境效益;还有经济效益,如二氧化碳注入油田, 能使原油体积增加, 利于提高油田的产油率。
但是,在生产过程的应注意的是:燃煤产生的烟气含有多种污染物和杂质, 分离时要注意提高二氧化碳纯度;注意运输安全, 防止二氧化碳泄露引发其他环境问题;海洋封存要注意密闭, 避免影响海底生物生存环境。
奥卡碳捕集工厂由瑞士空气技术公司和冰岛碳封存技术公司合作建立。这里气候湿润,降水量充足,水资源丰富;地处板块交界线附近,地热能源充足;玄武岩广布,多气孔构造,利于储存CO2;对全球变暖等环境问题关注度高,相关研究起步早,技术先进,人才充足;利于环境保护,国家政策支持力度大;靠近首都,基础设施完善,区位条件得天独厚。
该项目建设时采用模块化施工方式,减小对当地环境的破坏;可以由不同地区的工厂同时生产,缩短工期;模块运至现场拼装,减少现场施工的时间和难度;占地面积小,可降低用地成本等。
该项目的运营对周边区域环境带来了良好的生态效益。以地热为能源,减少碳排放,环境效益好,捕集并固定二氧化碳,减缓全球变暖等。
但是,奥卡碳捕集工厂建设和运营成本非常高昂。原因是装置多数为手工制造,劳动力成本高;工厂规模小,难以通过规模经营降低成本;捕集二氧化碳需要消耗大量能源和水资源,成本高昂;碳捕捉技术含量高,科技投入大等。
虽然如此,科技的进步和新事物的出现总是让人充满了惊奇和期待!
因此,我们期待着!
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