能否将二氧化碳变成石头拯救地球?
(2016-07-08 08:56:44)分类: 环境与能源 |
一个由多国科学家组成的国际研究小组正在尝试一种新方法,捕集并储存会造成危害的温室气体二氧化碳:将它变成石头(英文)。
参与这个叫做CarbFix项目的科研人员于2014年在冰岛开始将这个设想付出试验。他们将大气中的二氧化碳注入火山玄武岩岩层深处。结果令人他们惊讶和受鼓舞:在两年内,近250吨的二氧化碳被转化为碳酸盐晶体。
项目报告(英文)的主要执笔人英国南安普敦大学(University of Southampton)的于尔格·马特尔(Juerg Matter) 说:“我们的研究结果显示,被注入的二氧化碳中有95%到98%矿石化”,并且速度“惊人”。
https://share.america.gov/wp-content/uploads/2016/06/3-Edit.jpg冰岛有丰富的玄武岩岩层分布,比如像这些位于黑瀑布(Black Falls)的石柱。 (© Kevin Krajick)位于冰岛亨吉德山(Hengill)的大型Hellisheidi地热发电站为试点项目提供二氧化碳。哥伦比亚大学(Columbia University)的环境科学家和研究小组成员马丁·斯图特(Martin Stute)表示,在实验结束后,该发电厂仍将继续这项工作,并计划在今年夏天注入10000吨二氧化碳,其目标是最终将发电厂排放的全部40000吨二氧化碳注入到岩石中。
地质学家桑德拉•斯奈布约斯道特(Sandra Snaebjornsdottir)展示外表包裹着由二氧化碳形成的碳酸盐矿物的玄武岩。 (© Kevin Krajick)斯图特说:“到目前为止,他们还没有遇到任何麻烦,这是一个好兆头。”
这可能是一项重要的突破,因为从人类活动产生的二氧化碳是加快气候变化的主要因素。每天从煤、石油和天然气提炼设施以及机动车排气管排出大量二氧化碳。
斯图特说,可以储存二氧化碳的地方不少,并举出了一个在阿曼的例子:“在阿曼的那一个岩层就可以储存几百年全人类排放的二氧化碳。”
玄武岩岩层分布在世界各地,甚至包括海底。巴西,印度,南非和美国拥有大面积的玄武岩。
这提出了另一个未来的可能战略:不仅捕集发电厂排放的二氧化碳,而在任何地方清除空气中的二氧化碳。斯图特说:“有很多前景不错的实验室和实地研究结果。“
对二氧化碳的捕集可以在任何地方进行,因为它在空气中的浓度在全球各地很相似。如果在火山岩石和水的附近捕集二氧化碳,可以经济高效地就地注入和矿石化。
降低价格
在玄武岩和水资源充足的地方,从空气中捕集二氧化碳的成本是每吨20到30美元,相对经济实惠。捕集和运输碳的花费,基于路程,可是其五倍,甚至更多。
CarbFix project scientist Bergur Sigfusson checks a valve at a test well near the geothermal plant. (© AP Images)另一个成本因素是碳生成的方式。冰岛地热发电厂排放的气体大多是二氧化碳和硫化氢。火力发电厂会产生更多必须从二氧化碳中分离出去的气体。
立即行动
CarbFix项目科学家一致认为,在高效的可再生能源技术得到更广泛运用的同时,碳捕集和储存可以帮助缩小差距。
https://share.america.gov/wp-content/uploads/2016/06/15.jpg和在世界其他地方一样,气候变暖已经明显地影响到冰岛,那里的平均气温上升速度超过许多科学家的预期。 (© Kevin Krajick)他们说,可再生能源本身不足以抵消温室气体排放的不利影响。斯图特说:“我们无法迅速摆脱对化石燃料的依赖。”如果要把全球气温上升保持在远低于超过工业时代前的2摄氏度内,现在已经到了采用一切可用手段的时候了。
他还表示,这归根结底是一个经济学问题:“必须有对二氧化碳排放量采取某些行动的激励机制。……如果有激励,就可以做到。我们需要认真对待这个问题。”
CarbFix项目由美国能源部(U.S. Department of Energy)和欧盟(European Union)资助,包括了来自澳大利亚,英国,丹麦,法国,冰岛,荷兰和美国的科学家。
Can the Earth be saved by turning CO2 to stone?
A team of international research scientists
Researchers on the
“Our results show that between 95 and 98 percent of the injected CO2 was mineralized” — and “amazingly fast,” said project report lead author Juerg Matter, of the University of Southampton, U.K.
https://share.america.gov/wp-content/uploads/2016/06/3-Edit.jpgBasalt rock formations, like these columns at Black Falls, are abundant in Iceland. (© Kevin Krajick)The large Hellisheidi geothermal power station in Hengill,
Iceland, supplied the CO2 emissions for the pilot project. The
experiment ended, but the power plant continues the work, with
plans
“So far they haven’t encountered any trouble,” Stute said, “so that is a good sign.”
It could be an important breakthrough,
because
There is no shortage of places where you can put CO2, Stute said, citing one example in Oman: “That one rock formation in Oman could take all human CO2 emissions for hundreds of years.”
Basalt rock formations occur throughout the world, even under the ocean floor. Brazil, India, South Africa and the United States possess huge expanses of basalt.
And that suggests another futuristic strategy: Rather than capturing CO2 from power plants alone, remove the gas from the air anywhere. “There are lots of promising laboratory and field results,” Stute said.
CO2
Getting the price down
Grabbing CO2 from the air where basalt and water resources are plentiful is, at $20 to $30 per ton, relatively economical. Capturing and transporting carbon can cost five times as much, or even more, depending on the how far the carbon must be moved.
https://share.america.gov/wp-content/uploads/2016/06/AP_110727114826-300x200.jpgCarbFix project scientist Bergur Sigfusson checks a valve at a test well near the geothermal plant. (© AP Images)Another cost factor is how the carbon is generated. The gases
emitted at the Iceland geothermal plant
were
Do it now
CarbFix project
scientists
But they say
It comes down to economics, he added: “There has to be incentive to do something about CO2 emissions. … If the incentive is there it can be done. We need to take it seriously.”
The CarbFix project is funded by the U.S. Department of Energy and the European Union and includes scientists from Australia, Britain, Denmark, France, Iceland, the Netherlands and the U.S.