碳捕获与封存 - 它是啥，应用和示例

---

什么是碳捕获与封存 (CCS)？

碳捕获与封存是一种用于储存二氧化碳的技术，以防止其释放到大气中。这种方法有助于应对全球变暖。该过程分为三个步骤：-

• 捕获来自任何来源的二氧化碳排放
• 运输气体
• 将其储存在地下

捕获和储存二氧化碳对于控制全球变暖至关重要。

CCS 如何运作？

碳捕获与封存的运作涉及三个步骤，这里将详细讨论这些步骤：-

1. 捕获二氧化碳

不同的工业过程会产生各种气体。二氧化碳从这些气体中分离出来并储存。

2. 储存的二氧化碳的运输

储存的二氧化碳被压缩并运输到气体短缺的地区。运输通过管道、船舶或公路运输进行。

3. 二氧化碳的储存

通过将其注入地下的岩石中来永久储存二氧化碳。

CCS 中碳排放的储存地点

有两种方法可以用来储存二氧化碳。这两种方法是：-

• 矿物储存
• 深层地质储存

如果将二氧化碳储存在海洋中，由于已经存在过量的气体，可能会导致水体的酸化。最好将气体储存在地质构造中，因为存储空间非常大。

1. 深层地质构造

将二氧化碳储存在深层地质构造中的过程称为地质封存。对气体施加高压使其变成液体状。这种液体称为超临界二氧化碳，可以通过注入气体将其储存在沉积岩中。

可以找到这些岩石的地方是：-

• 旧油田
• 气田
• 盐水层

其他可以储存二氧化碳的地质地点是：-

• 不可开采煤炭
• 火山岩

2. 提高石油采收率

这是一种将数吨二氧化碳储存在油田中的过程。它有助于提高石油产量。通过出售额外的石油可以部分抵消注入气体的成本。

3. 不可开采煤炭

位于深处且无法开采的煤炭被称为不可开采煤炭。因此，它也是储存二氧化碳的好地方。如果深处的煤炭含有大量孔隙，则可以吸收大量二氧化碳。在储存煤炭时，会释放甲烷，甲烷可用于不同目的。释放的甲烷可以储存和出售，这将有助于部分抵消储存二氧化碳的成本。

4. 盐水含水层

岩石的孔隙中可以找到含盐量高的水。这些孔隙称为盐水含水层，可以用来储存大量的二氧化碳。

5. 矿物储存

矿物储存是一个过程，其中二氧化碳与不同的元素（如铁、钙和镁）发生反应。这个过程称为矿物碳化，是一种自然现象。储存的二氧化碳不会释放到大气中。这是一个缓慢的过程，但提高温度和压力可以加快碳化的速度。

碳捕获技术的类型

许多类型的碳捕获技术可用，我们将详细讨论每一种：-

1. 胺基水溶液 CO2 捕获

这项技术利用胺来吸收工业过程中释放的二氧化碳。在下一步中，气体与胺分离并储存以进行运输。这是一种昂贵的技术，消耗大量能量。

2. 结合碳捕获与封存的生物能源

这项技术从生物质能源生产中提取二氧化碳，然后储存气体。通过此过程还可以发电。

3. 碳捕获与转化

这项新技术捕获二氧化碳并将其转化为可用于各种用途的产品。这些产品包括燃料、聚合物、工业用化学品等等。

4. 发电厂的碳捕获

发电厂排放大量气体，必须在气体释放到大气中之前捕获二氧化碳。储存的气体被压缩并准备运输。这项技术用于减少碳排放。

5. 使用纳米技术的碳捕获

这项技术利用纳米材料捕获和储存二氧化碳。其中一种纳米材料是碳纳米管。捕获和储存二氧化碳所需的压力非常小。

6. 化学循环

这是一种使二氧化碳与不同金属的颗粒发生反应的过程。然后分离二氧化碳，因为金属颗粒是该过程中的催化剂。捕获二氧化碳并储存以进行运输或进一步使用。

7. 低温碳捕获

这项新技术利用低温冷却过程将二氧化碳与其他气体分离。气体可以在低体积和高速度下储存。该技术仍在试验中，但具有很大的潜力。

8. 直接空气捕获

直接空气捕获 (DAC) 是一种利用空气过滤器从大气中捕获二氧化碳的技术。捕获并储存二氧化碳，以便将其运输到储存地点。这是一种昂贵的技术，目前仍在研究中。

9. 增强岩石风化

增强岩石风化是一个过程，其中粉碎的硅酸盐矿物被用在土壤上。风化过程开始并以快速的速度继续进行，土壤捕获在此过程中释放的二氧化碳。这项技术价格低廉且高效，因为它还能提高土壤肥力。

10. 膜气体分离

这项技术利用可渗透材料分离二氧化碳。完成该过程并提取二氧化碳需要低温和低压。这是一种廉价的技术，消耗的能量少。这项技术仍在研究中。

碳捕获与封存的益处

碳储存和捕获有许多好处，列举如下：-

• 压缩二氧化碳在发电涡轮机中使用时会释放能量
• 借助二氧化碳可以创造更多燃料
• 借助储存的二氧化碳可以增强混凝土的强度
• 二氧化碳排放将减少
• CCS 可能有助于创造新的就业机会
• 可以降低碳的社会成本
• 可以减少气候变化

化石燃料可以转化为可再生能源

结论

碳捕获与封存是一种用于捕获和储存来自各种来源的二氧化碳排放的技术。二氧化碳可以储存在地球深处，也可以用作燃料发电。许多技术被用于捕获和储存二氧化碳，其中一些列在下面：-

• 胺基水溶液 CO2 捕获
• 结合碳捕获与封存的生物能源
• 碳捕获与转化
• 发电厂的碳捕获
• 使用纳米技术的碳捕获
• 化学循环
• 低温碳捕获
• 直接空气捕获
• 增强岩石风化
• 膜气体分离

碳捕获与封存常见问题解答

1. 我们如何区分碳储存和碳封存？

碳储存是一种技术，其中加压的液态二氧化碳储存在可渗透的岩石、盐水含水层、油田等中。碳封存是一种技术，其中二氧化碳从大气中去除并储存在地质构造中。

2. 什么类型的公司使用碳储存？

许多公司使用碳储存，其中一些包括：-

• 化石燃料
• 肥料
• 制造业
• 电力
• 钢铁

3. 什么是碳循环？

碳循环是一个过程，其中植物通过光合作用吸收气体以产生食物并释放氧气。动物利用氧气呼吸并释放二氧化碳。二氧化碳也在海洋和大气之间交换。

4. 哪些气体被称为温室气体？

被称为温室气体的包括：-

• 二氧化碳
• 甲烷
• 一氧化二氮
• 水蒸气

5. 正在使用哪些捕获方法将二氧化碳储存在地下？

这些方法包括：-

• 结构捕获
• 残余捕获
• 溶解度捕获
• 矿物捕获