在全球變暖的大背景下，如何處理不斷增長(zhǎng)的二氧化碳排放是一個(gè)世界性難題。其中，碳捕捉與封存被視為一種重要的解決方案。當(dāng)下，世界各地的科學(xué)家、企業(yè)家已紛紛行動(dòng)起來(lái)，欲將惱人的二氧化碳“趕回地下”。

“碳捕捉與封存”技術(shù)的特點(diǎn)是從工業(yè)生產(chǎn)或燃燒化石燃料所產(chǎn)生的氣體中分離出二氧化碳，之后將其注入一定深度的地下巖層內(nèi)進(jìn)行永久封存。伴隨各國(guó)進(jìn)一步尋求減少溫室氣體排放方法的夙愿未了，此舉引發(fā)普遍關(guān)注。

在我國(guó)，“發(fā)展二氧化碳捕集利用與封存技術(shù)”已被正式寫入《國(guó)家“十三五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》。這意味著，此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)迎來(lái)了發(fā)展的“春天”。

作為“碳捕捉與封存”技術(shù)的“把關(guān)人”，在中科院武漢巖石力學(xué)所二氧化碳地質(zhì)封存學(xué)科組組長(zhǎng)李小春眼中，雖然技術(shù)上的諸多瓶頸仍舊存在，大規(guī)模開(kāi)發(fā)的成本依然昂貴，但他們的斗志依然高昂。

李小春告訴記者，他們正努力從分子動(dòng)力學(xué)層面入手，著力研究和解決二氧化碳?xì)怏w與巖石反應(yīng)的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。

“雖然國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展了一些技術(shù)實(shí)踐，但我們必須從我國(guó)的地質(zhì)特點(diǎn)出發(fā)開(kāi)展工作。”李小春表示，他們已開(kāi)始針對(duì)我國(guó)的一些主要盆地，開(kāi)展二氧化碳地質(zhì)封存容量、經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)障礙等方面的分析和設(shè)計(jì)，為下一步的試驗(yàn)示范夯實(shí)基礎(chǔ)。

在碳捕捉與封存的技術(shù)開(kāi)發(fā)中，水問(wèn)題是不可回避的難點(diǎn)。早在2014年，中美兩國(guó)就聯(lián)合呼吁在改進(jìn)“碳捕捉和封存”技術(shù)方面做出示范，在提高碳封存能力的同時(shí)緩解用水壓力。

“依據(jù)我國(guó)國(guó)情，我們選擇的最佳應(yīng)對(duì)方案是‘二氧化碳驅(qū)采水’技術(shù)。這會(huì)讓二氧化碳的封存與利用相得益彰?！迸c李小春同屬一個(gè)課題組的中科院武漢巖石力學(xué)所研究員李琦介紹說(shuō)，此項(xiàng)技術(shù)是二氧化碳地質(zhì)利用技術(shù)的其中一種，也是“二氧化碳封存”技術(shù)中的一個(gè)重要“選項(xiàng)”，非常適合在我國(guó)發(fā)展。

據(jù)了解，其原理是通過(guò)對(duì)二氧化碳的提取把地下水置換出來(lái)，而在置換的過(guò)程中，二氧化碳也被封存到了地下。置換出的咸水如同石油一樣。人們可以提取有價(jià)值的元素，或者把水淡化處理后用于生產(chǎn)生活。

雖然這種技術(shù)在我國(guó)還屬剛剛起步階段，但李琦介紹說(shuō)，在該技術(shù)剛被提出來(lái)時(shí)，技術(shù)人員便已經(jīng)迫不及待“上馬”了。如今，經(jīng)過(guò)三代技術(shù)演變，我國(guó)已基本掌握“二氧化碳驅(qū)采水”的技術(shù)要領(lǐng)。

不過(guò)，李琦表示，現(xiàn)在有些人誤認(rèn)為，他們的目的是提取水，其實(shí)這是完全錯(cuò)誤的想法?！叭绻灰蕴?a href="http://www.alisonandcharlie.com/jienengjianpai/" target="_blank" class="relatedlink">減排為目的，僅僅提取這些咸水是得不償失的。”

基于減少能源消耗的明確態(tài)度，我國(guó)政府非常支持利用這些提取水?！鞍绹?guó)在內(nèi)的很多國(guó)家都在嘗試。”李琦說(shuō)。

如今，李琦他們正在尋找合適的地點(diǎn)，示范“二氧化碳驅(qū)采水”技術(shù)，并已經(jīng)完成了針對(duì)“碳捕捉與封存”技術(shù)在中國(guó)發(fā)展?jié)摿Φ膰?guó)家評(píng)定。評(píng)定發(fā)現(xiàn)，新疆地區(qū)在二氧化碳深鹽水層埋存方面擁有巨大潛能。

目前，一些在碳捕捉與封存領(lǐng)域頗具實(shí)力的國(guó)家，已在陸地、海底咸水層中封存了上百萬(wàn)噸二氧化碳。

雖然已有充足的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但如何防止二氧化碳在未來(lái)的地質(zhì)變遷過(guò)程中不泄漏仍是個(gè)問(wèn)題。為此，北京大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院教授欒勝基告訴記者，與核廢料封存是一個(gè)道理，在封存二氧化碳前都要進(jìn)行相應(yīng)的地質(zhì)測(cè)評(píng)，設(shè)定封存的生存周期，并在人類的生存周期內(nèi)看這種泄漏風(fēng)險(xiǎn)是否可以接受。“雖然地質(zhì)年代是循環(huán)的，也是有風(fēng)險(xiǎn)的，但一般選擇的封存地點(diǎn)都是風(fēng)險(xiǎn)比較小的區(qū)域。一兩億年后，這些二氧化碳會(huì)自然地變成化石原料，對(duì)人類就再無(wú)風(fēng)險(xiǎn)了。”

而從技術(shù)層面考慮，要成功封存二氧化碳，就需要千米之下的巖體“配合”。李小春認(rèn)為，只有在這樣的深度下，壓力才會(huì)將二氧化碳轉(zhuǎn)換成所謂的“超臨界流體”，從而使其不易泄漏，造成污染。