當(dāng)下，在很多人眼中，二氧化碳就像是溫室效應(yīng)的代名詞。二氧化碳減排幾乎已成全球共識(shí)，但二氧化碳所具備的實(shí)用價(jià)值卻逐漸被遺忘。
實(shí)際上，二氧化碳的使用范圍廣泛，在消防上可做成干冰，在機(jī)械加工領(lǐng)域可以用來做弧焊保護(hù)氣，在化工生產(chǎn)上則是重要的原材料，而食品級(jí)的二氧化碳在啤酒飲料、蔬菜保鮮、煙絲膨化等領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。
近日，北京交通大學(xué)教授王永紅在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示，二氧化碳有待進(jìn)一步的開發(fā)利用，而目前國(guó)內(nèi)外主要采用“封存”技術(shù)來處理工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳，但巖石裂縫中封存的碳很難實(shí)現(xiàn)方便的資源化利用。
為此，王永紅所在的中美二氧化碳儲(chǔ)存與捕獲應(yīng)用研發(fā)中心，提出了碳儲(chǔ)存資源化利用的理念，變二氧化碳“封存”為“儲(chǔ)存”。
“主要想解決目前二氧化碳‘封堵無法利用’的問題，同時(shí)開展二氧化碳的資源化應(yīng)用研究�！蓖跤兰t表示。
全球積極開展碳“封存”研究 盡管我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)已趨向多元化，但煤炭的主導(dǎo)地位至今仍無法動(dòng)搖。
中國(guó)工程院院士王夢(mèng)恕在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)介紹說，我國(guó)的發(fā)電總量中仍有72%是靠煤炭發(fā)電。同時(shí)，他給記者算了這樣一筆賬：2000年，全國(guó)用煤量為10億噸，到2010年增至34億噸，現(xiàn)在全國(guó)每年的用煤量仍在以1億噸的速度增長(zhǎng)�！鞍凑彰磕耆紵�35億噸煤炭計(jì)算，每年因此產(chǎn)生的二氧化碳已超過70億噸。”
這個(gè)數(shù)字完全違背我國(guó)減排的目標(biāo)，而全球形勢(shì)也不容樂觀。
近年來，面對(duì)日益艱巨的碳減排任務(wù)，各國(guó)開始積極開展二氧化碳封存與捕獲應(yīng)用（CCSU）的研究工作，已有國(guó)家在一些油田進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)和應(yīng)用研究，部分國(guó)家已進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作。
王永紅介紹說，碳封存主要是指將從工業(yè)生產(chǎn)或能源轉(zhuǎn)化過程中分離出來的碳輸送到選擇的封存地點(diǎn)，注入地下具有密封性能的地層中使之長(zhǎng)期與大氣隔絕的過程。
目前，碳深部隔離儲(chǔ)存的地點(diǎn)和方式主要包括：已廢棄、無商業(yè)開采價(jià)值的油氣田，深部煤層、深海隔離，深含水層隔離等，即將二氧化碳封存至巖石縫隙中。
2006年以后，我國(guó)也開始了相關(guān)研究工作，目前已初步完成碳排放源調(diào)查、CCSU封存潛力評(píng)估、CCSU關(guān)聯(lián)技術(shù)要素的現(xiàn)狀調(diào)查等工作。
2010年8月，神華集團(tuán)啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)二氧化碳捕獲與地質(zhì)封存工程，目前已完成二氧化碳捕獲裝置和灌注井施工等工作，并進(jìn)行了初步灌注試驗(yàn)。
“儲(chǔ)存”關(guān)鍵技術(shù)有待突破 然而，由于碳被封存在巖石裂縫中，很難方便地實(shí)現(xiàn)其資源化利用。
王永紅告訴記者，雖然目前“封存”依然是對(duì)付二氧化碳最有效的辦法，但卻是一種無奈的選擇�！坝捎趦�(chǔ)存二氧化碳的一些關(guān)鍵技術(shù)沒有被突破，因此出現(xiàn)了‘封存’與‘儲(chǔ)存’并存的局面。”
針對(duì)該問題，2010年12月，北京交通大學(xué)成立中美二氧化碳儲(chǔ)存與捕獲應(yīng)用研發(fā)中心，旨在共同研究二氧化碳儲(chǔ)存與應(yīng)用的關(guān)鍵科學(xué)問題。該中心利用現(xiàn)有的有色金屬礦洞、巷道等地下工程，提出將二氧化碳轉(zhuǎn)為液態(tài)后進(jìn)行儲(chǔ)存，以備今后資源化利用的理念。
“如果以液態(tài)形式儲(chǔ)存，等大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用需求產(chǎn)生時(shí)，被儲(chǔ)存的二氧化碳就可以像灌氧一樣進(jìn)行再利用�！蓖跤兰t表示。
目前，他們正積極申請(qǐng)相關(guān)研究項(xiàng)目，希望通過開展基礎(chǔ)研究工作，發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的規(guī)�；純�(chǔ)存及高效利用理論，并將研究成果轉(zhuǎn)化為技術(shù)，實(shí)現(xiàn)碳儲(chǔ)存和資源化利用示范。
王夢(mèng)恕則向記者透露，他們已在阜陽的一座廢舊鐵礦及焦作的一個(gè)煤礦洞室開展相關(guān)的研究試驗(yàn)工作。
“利用舊礦的巷道、洞室進(jìn)行二氧化碳儲(chǔ)存，還需要研究地震等各種災(zāi)害出現(xiàn)時(shí)，如何保證洞室運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性�！蓖鯄�(mèng)恕說。
據(jù)了解，一系列針對(duì)二氧化碳儲(chǔ)存的關(guān)鍵科學(xué)問題研究也已鋪開。例如，復(fù)雜環(huán)境下大型地下碳儲(chǔ)存工程的選址理論及長(zhǎng)期服役安全性評(píng)價(jià)，復(fù)雜多孔巖土體介質(zhì)及組構(gòu)特征對(duì)碳存儲(chǔ)、資源化利用及地下工程服役的控制作用，多孔裂隙巖土/體介質(zhì)強(qiáng)/弱擾動(dòng)作用下大型地下工程力學(xué)行為演化規(guī)律及機(jī)理等。
來源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
