【視點】二氧化碳竟然可以礦化變成石頭

CO2在玄武巖層中的礦化速度非常驚人，遠遠超過了研究人員預期，在不到2年的時間內，該項目近95%的CO2被礦化

工業革命之後，CO2的大量排放引發了全球變暖、極端天氣頻發以及氣候變遷等全球性環境問題。這些頻發的環境問題起了全球的廣泛關注。為了遏制因氣候變化帶來的全球性環境惡化，CO2深度減排是人類實現可持續發展目標的必經之路。各國政府和國際組織在CO2減排方面投入了大量的資金和人力。

近日，由南安普敦大學、哥倫比亞大學和冰島大學等多國研究小組合作參與的碳捕集和封存(Carbon dioxide Capture and Storage，CCS)CarbFix項目，為CO2的有效減排帶來了新契機，文章發表在2016年6月10日出版的Science上。

研究人員宣稱，他們將CO2注入玄武巖層中，CO2與巖石發生了快速的化學反應並形成了新的碳酸鹽礦物，通過這一方法，CO2被永久的「禁錮」在玄武巖含水層裡。這是科學家首次成功的將CO2轉化為環境友好的碳酸鹽礦物並永久封存在玄武巖中。CO2在玄武巖層中的礦化速度非常驚人，遠遠超過了研究人員預期，在不到2年的時間內，該項目近95%的CO2被礦化[1]。

CCS是什麼?

20世紀70年代，CCS(碳捕集和封存)興起於美國，當時是利用CO2進行驅油以提高石油採收率的技術。經過多年發展，CCS逐漸成為在氣候背景條件下控制溫室氣體排放的重要手段。2005年，政府間氣候變化專門委員會(IPCC)給出了CCS的定義，即將CO2 從工業或相關能源產業的排放源中分離出來，輸送並封存在地質構造中，長期與大氣隔絕的過程。CCS的基本操作思路可以歸納為：從排放源分離捕獲CO2，通過高壓管道壓縮後運輸到封存地點，最後將CO2與大氣隔離，達到永久封存的目的。

CCS技術環節解析(CCS在中國：現狀、挑戰和機遇)[2]

提高能源利用率、開發利用替代能源(可再生能源和核能)以及CCS技術被視為CO2減排的三種重要手段。但就目前人類利用能源技術的水平而言，風能、太陽能等清潔能源在世界能源結構中所佔比例還比較低，且單位發電成本也高於化石能源，所以短時間內還難以作為國家支撐能源。因此，現階段化石燃料依然是人類賴以生活的主要能源。難以把控的CO2源頭排放，就使得尋求減少化石燃料使用過程中產生的CO2排放的有效方法顯得更為重要。

2008年國際能源署(IEA)的報告中顯示，全球氣溫在升高2℃的情況下，2020年、2030年以及2050年，由提高能效帶來的減排份額將分別佔當年能源相關減排量的65%、57%和54%。而CCS的減排貢獻則會從2020年的3%(佔總減排量的比例)提高到10%(2030年)，並在2050年達到19%，CCS的減排比重逐漸上升。因此，為了將大氣環境中的CO2控制在相對穩定的水平，CCS因其儲量大和減排的高效性被廣泛研究應用[4]。

各技術減排量當年能源相關減排量的百分比(%)(IEA,2009)[4]

CO2安全封存是CCS是最終落腳點，這一環節從某種程度決定著CCS技術的可行性。目前常用的封存方式包括：海洋封存(將CO2直接釋放到海洋水體或者注入海底沉積層中)、地質封存(將CO2封存在地質構造中，常見的封存CO2的地質構造包括石油和天然氣田、不可開採的煤田以及深鹽沼池構造等)以及將CO2固化成無機碳酸鹽。

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