審核專家：甘強
北京理工大學講師，應用化學博士
我國南海東部一望無際的海平面上，恩平15-1石油生產平臺正矗立在大海中央。目前該石油生產平臺已成功開展了二氧化碳埋藏項目，這個項目的成功實施標志著我國對二氧化碳的捕捉和埋藏技術走向新的高度。
恩平15-1平臺 來源丨中國海油網
二氧化碳是主要的溫室氣體之一，過量的二氧化碳排放導致了全球氣候變暖、海平面上升等嚴重問題。
根據科學家的預測，如果不采取行動減少二氧化碳的排放，未來數十年內地球將面臨更加嚴峻的氣候變化影響，給我們的生活和環境帶來巨大的風險。
為了應對這一挑戰，二氧化碳埋藏技術被提出并廣泛研究。
這項技術的核心思想是將二氧化碳永久地儲存起來，防止其進入大氣層從而減緩溫室效應。
具體來講，“碳埋藏”技術首先會將化石燃料燃燒和工業生產中產生的二氧化碳收集起來，并利用工程技術埋藏在深部地殼層，從而避免二氧化碳被排放到大氣中。
來源丨縱覽新聞
講到這里，好像很難將二氧化碳埋藏與石油開采平臺這兩個事物聯系起來，但事實恰恰相反。在對海洋油氣的鉆探開發時，被開采出來的不僅僅全部都是石油，一些地底中的氣體也會被釋放。
這些氣體中包含大量的二氧化碳，如果在開采過程中對這些伴生氣“置之不理”，這些藏在地殼中的二氧化碳很容易就會“逃”出地殼層，進入到大氣中。
那么，二氧化碳埋藏技術是如何工作的呢？
首先，二氧化碳需要被捕獲和分離出來，通常是通過工業生產或碳捕集設施。
然后，這些二氧化碳會被輸送到海底，并注入到深層地質巖石中。在埋藏過程中，二氧化碳會通過化學反應與巖石結合，形成穩定的化合物，從而防止其逃逸到海洋或大氣中。
最后，密封層會被建造在巖石層上方，確保埋藏區域的安全性和穩定性。
二氧化碳埋藏原理 來源丨北極星碳管家網
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埋藏二氧化碳的方法？
目前我們將二氧化碳主要都埋藏在海洋內以及地下，主要埋藏方式有海洋埋藏、地質儲藏和礦化埋藏3種。
- 海洋埋藏
針對二氧化碳在海底的埋藏方式有兩種。
二氧化碳海底地質封存主要方法示意圖 來源丨聯合國政府間氣候變化專門委
水柱埋藏是利用海洋中的水柱體將二氧化碳注入自然溶解，通過船舶或者管道將二氧化碳通入海底即可實現；
沉積物埋藏，是通過將二氧化碳儲藏在海底，二氧化碳在海底的積淀下逐漸變成固體，從而與大氣隔絕。
目前將二氧化碳埋藏在海底的技術成本太高，同時我們知道二氧化碳溶水后會形成酸，酸含量較多則水呈酸性，降低pH值，對海洋生態系統造成影響。
- 地質儲藏
地質儲藏的主要原理是借鑒了化石燃料在自然中的存儲機理。
由于二氧化碳在特定地層中埋藏時要保持超臨界狀態，即溫度需要超過31℃，壓力需要大于7.38MPa，因此往往埋藏在地下800m深處。同時，二氧化碳對儲藏的地層也有特殊的要求，目前我們已經了解到的這些特殊地殼層主要有枯竭油氣藏、深部咸水層和不可開采煤層3種。
- 礦化埋藏
眾所周知，碳酸鹽具有較強的穩定性，如果可以借助金屬氧化物與二氧化碳反應就可將二氧化碳埋藏起來。
來源丨專業洞察
礦化埋藏就是將二氧化碳埋藏在礦物質層中，而礦物質層中含有大量的堿性氧化物（如氧化鎂和氧化鈣），他們可以與二氧化碳反應從而將二氧化碳固化起來，二氧化碳固化后形成的化合物比較穩定，就無法擴散到大氣中。
礦化埋藏也稱礦石碳化埋藏，反應中的金屬氧化物就是地層中的礦石，他們與二氧化碳反應后的產物主要為碳酸鎂和碳酸鈣（即石灰石）等化合物。
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為什么要將二氧化碳藏起來？
二氧化碳埋藏技術有著重要的工程意義。
首先，它可以顯著減少溫室氣體排放量，從而對氣候變化產生積極影響。
二氧化碳是溫室氣體的一種，我們居住的地球在吸收太陽的熱量的同時也會向外發射紅外線進行散熱。而自然情況下，地球大氣層中的氣體不會去吸收紅外線散發的熱能，即地球自身散發的熱能可以“完好無損”的從大氣層中通過，將熱量傳遞到宇宙，從而給地球降溫。
其次，二氧化碳埋藏可以利用已經存在的油氣田或鹽水層等地質構造，使其得到再利用，促進能源和資源的可持續利用。
對于油氣田來說，一些油氣田在開采過程中會產生大量的二氧化碳。通過將這些二氧化碳捕獲并注入到原本的油氣田中，不僅可以減少溫室氣體排放，還可以有效利用油氣資源，促進能源的可持續利用。
而鹽水層通常是含鹽水的地下巖石層，沒有經濟利用價值，通過將二氧化碳注入鹽水層，既可以將其永久封存起來，防止其進入大氣層，又能夠充分利用這些鹽水層資源，實現資源的可持續利用。
來源丨新華社
此外，二氧化碳埋藏還能夠減少二氧化碳泄露的風險，從而保護海洋生態系統和人類健康。這是由于位于海床之下900米處我們稱之為咸水層，它具有穹頂式的地質結構，可以像一個“巨碗”一樣將二氧化碳扣在海底。同時，埋藏在地下的二氧化碳會與水和巖石發生礦化反應，其余部分沒有反應的二氧化碳則會溶于地下層水流中。
通過二氧化碳埋藏技術將二氧化碳永久儲存于海底，我們可以有效減少溫室氣體的排放，對抗全球氣候變化帶來的風險。
然而，我們也需要持續加強研究、創新和監管措施，以確保二氧化碳埋藏技術的可持續發展和安全實施。只有共同努力，我們才能應對氣候變化這一全球性挑戰，為未來的可持續發展鋪平道路。
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