海上的二氧化碳能不能捕捉起來進(jìn)行再利用？這個(gè)曾經(jīng)的設(shè)想如今已成為現(xiàn)實(shí)。
近日，我國(guó)海上首個(gè)百萬噸級(jí)二氧化碳封存工程投用，每年封存量達(dá)30萬噸，總計(jì)超150萬噸，相當(dāng)于植樹近1400萬棵，這標(biāo)志著我國(guó)成功掌握海上二氧化碳捕集、處理、注入、封存和監(jiān)測(cè)的全套技術(shù)和裝備體系，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)海上二氧化碳封存領(lǐng)域從無到有的重要突破。
為什么要把看不見、摸不著的二氧化碳封存在海底？二氧化碳被順利“捕捉”并回注到海底地層，要突破哪些“關(guān)卡”？我國(guó)二氧化碳地質(zhì)封存潛力如何？
儲(chǔ)碳為何選擇海底？
研究表明，即便充分利用替代能源和生態(tài)系統(tǒng)吸收，我國(guó)碳達(dá)峰后每年仍有數(shù)億噸的二氧化碳負(fù)排放缺口，利用碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)碳封存是必要的解決手段。根據(jù)封存地點(diǎn)，地質(zhì)碳封存分為陸地地質(zhì)碳封存和海底地質(zhì)碳封存。
據(jù)悉，地質(zhì)封存是將二氧化碳注入地下儲(chǔ)層，如鹽巖層、油氣田、煤層等，通過地質(zhì)屏障來阻止二氧化碳的泄漏。
海洋封存是將二氧化碳儲(chǔ)存于海洋底部的沉積物中。相較于地質(zhì)封存，海洋封存具有更大的儲(chǔ)存容量和更長(zhǎng)久的穩(wěn)定性。
不少業(yè)內(nèi)人士公開表示，海洋地質(zhì)碳封存作為碳封存的一種方式，具有顯著優(yōu)勢(shì)。
氣候效益上，通過將二氧化碳?xì)怏w長(zhǎng)期封存在海底，可以減少其直接釋放到大氣中的數(shù)量，從而降低溫室氣體的排放量，有助于應(yīng)對(duì)氣候變化。
安全性上，海域盆地穩(wěn)定性好，實(shí)施海底碳封存時(shí)，有海水層覆蓋，遠(yuǎn)離人類居住地，遠(yuǎn)離淡水水體，本身比較安全。即便發(fā)生泄漏，也是初步泄漏到海水里面，通過海水稀釋淡化并及時(shí)維護(hù)，不會(huì)產(chǎn)生大的風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害。
可持續(xù)性上，海洋底部的地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，海底儲(chǔ)存潛力巨大，地球上有大量適合封存的地質(zhì)層，提供了長(zhǎng)期可持續(xù)的二氧化碳封存解決方案。
環(huán)境影響上，相對(duì)于地質(zhì)封存，海洋地質(zhì)碳封存的環(huán)境影響相對(duì)較小。海洋底部的沉積物和生態(tài)系統(tǒng)可以提供一定程度的保護(hù)，減少對(duì)地表生態(tài)系統(tǒng)的破壞。
創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)上，二氧化碳封存技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和綠色就業(yè)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。例如，通過與海洋油氣開采項(xiàng)目的結(jié)合，可以提高碳封存的經(jīng)濟(jì)效益和可行性。
二氧化碳海下封存技術(shù)作為一項(xiàng)重要的氣候變化應(yīng)對(duì)措施，為有效減少溫室氣體的排放，構(gòu)建低碳經(jīng)濟(jì)體系和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。
海上碳封存如何實(shí)現(xiàn)？
海洋生物死亡后，其遺體經(jīng)過數(shù)百萬年的演變，最終會(huì)形成石油。在漫長(zhǎng)的演變過程中，二氧化碳隨之產(chǎn)生。多數(shù)情況下，二氧化碳會(huì)在石油生成和運(yùn)移的過程中消失。但是，若二氧化碳與石油在生成和運(yùn)移的過程中遇到了合適的巖石結(jié)構(gòu)，二氧化碳與石油就會(huì)被一同封存于巖石中。在開采石油的過程中，二氧化碳?xì)怏w會(huì)隨石油一同溢出，若不及時(shí)處理，二氧化碳會(huì)飄散到空氣中，造成污染。
科研人員決定將這些“逃”出來的二氧化碳重新捕集起來，并經(jīng)過一系列處理工序后，重新注入海底，實(shí)現(xiàn)永久封存。
“海上碳封存”，全稱為“海上二氧化碳地質(zhì)封存”，二氧化碳封存是減少大氣中二氧化碳濃度的有效方法之一。那么，海上碳封存是如何實(shí)現(xiàn)的？
在數(shù)千米深的地下巖層中，不但有珍貴的油氣資源，也有二氧化碳等氣體。技術(shù)人員通過工程技術(shù)手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下。
首先，要找到合適的存儲(chǔ)位置，技術(shù)人員在800米的海底找到了一個(gè)仿佛倒扣在地底下類似“巨碗”的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，不僅儲(chǔ)存量大，而且封閉性強(qiáng)，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地罩住二氧化碳。
位置選好后，就要通過鉆井建立一條往“碗”里輸二氧化碳的通道。為了確保通道不漏，鉆井專家們定制了一批特殊的“兵器”。特制鉆井液，既能抵抗酸性二氧化碳腐蝕，也能支撐井壁、潤(rùn)滑井眼，讓鉆進(jìn)之路通暢無阻。特制的國(guó)內(nèi)首款抗二氧化碳腐蝕固井水泥漿，確?！拔堋痹陂L(zhǎng)達(dá)幾十年的注入期間擁有“金剛不壞之身”。
最后，海洋石油專家們創(chuàng)新性地為注氣管柱加裝了光纖監(jiān)測(cè)裝置，每隔一米就有一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，就像數(shù)千只敏銳的眼睛，在看不見摸不著的幾千米井下無死角觀察注氣管柱是否存在泄漏。
二氧化碳注入地層后，大部分將被頂部的蓋層永久蓋住，同時(shí)一部分被地層孔隙捕獲，一部分慢慢溶解在地層水中，還有一部分與巖石和地層水反應(yīng)生成碳酸鹽礦物。
海底碳封存潛力巨大
無論是從國(guó)外還是國(guó)內(nèi)發(fā)展形勢(shì)來看，海底碳封存正在展示出越來越廣闊的發(fā)展前景，一個(gè)潛力巨大的未來產(chǎn)業(yè)正在崛起。
海底碳封存是將二氧化碳從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來，并注入海底深部地質(zhì)體中實(shí)現(xiàn)二氧化碳永久減排的過程，是目前國(guó)際上最成熟的二氧化碳負(fù)排放技術(shù)之一。
我國(guó)海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)工作牽頭負(fù)責(zé)人、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所研究員陳建文公開表示，實(shí)施海底碳封存，因?yàn)樾枰黾雍Ｉ线\(yùn)輸、鋪設(shè)海底管道等環(huán)節(jié)，成本會(huì)更高。但是，海底巨大的封存潛力和未來巨大的封存規(guī)模將在很大程度上降低成本。
今年1月，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局首次發(fā)布我國(guó)海域二氧化碳地質(zhì)封存潛力評(píng)價(jià)結(jié)果。結(jié)果表明，封存潛力巨大，預(yù)測(cè)達(dá)2.58萬億噸，可為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供重要支撐。
不難看出，海洋可以提供巨大的碳封存潛力。海洋地質(zhì)碳封存可以在相對(duì)較小的空間內(nèi)儲(chǔ)存大量的二氧化碳，有助于減少大氣中的溫室氣體濃度。
值得一提的是，盡管二氧化碳海下封存技術(shù)具有巨大潛力，但也面臨著一些挑戰(zhàn)，如封存容量的限制等。不過，隨著科技的不斷進(jìn)步和研究的不斷深入，這些難題將逐步得到解決。（作者：陳婉）
