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封存二氧化碳能否有助于减排温室气体* 翻译：宋清；校对：苑惠明 引 言 化石燃料供应全世界能源的75%～80%，占全球CO2排放量的四分之三。依照预测，如果人类不采取具体措施，把人为影响气候减小到最低限度，那么化石燃料燃烧排放CO2的规模在21世纪将会扩大。由此产生的后果，即全球气温上升1.4～5.8℃，气候变化和自然灾害数量的增加，会对后代产生不利的影响。 最近几十年，需要人类发挥聪明才智才能稳定或减少CO2和其他温室气体的全球排放量。幸好，2001年发表的МГЭИК第三份评估报告得出结论，现有的限制排放方法是有效的，如果在相关战略中对其加强，到本世纪末就能稳定温室气体的大气浓度到标准值，限制气候的未来变化。 任何一项技术均不能单独完成这项任务，因此必须综合利用。很多最有发展前景的技术通过提高某些生产过程和产品的能效，或把太阳能、风能和无碳能源转化成适于利用的能量，在解决这个问题中将做出贡献。 然而考虑到近十几年石油、煤和天然气依然是首要能源这个事实，政府和工厂代表同样也在研究可以用来减少使用这类燃料产生的CO2排放的技术，其中之一称做 “CO2捕集与封存”，缩写为УХУ（俄语），已众所周知。这项技术可用于大型稳定点污染源，如在热电站和工厂，从而可防止促使气候变化的CO2排放到大气中。 *Может ли хранение двуокиси углерода содействовать сокращению выбросов парниковых газов?为了更多地了解这项技术的潜力，联合国气候变化框架公约成员国请МГЭИК评估CO2捕集和封存领域的现有认识水平。作为回应，МГЭИК邀请了来自30个不同国家的近100名专家来准备《关于CO2捕集和封存的МГЭИК专项报告》。2005年9月，大多数专家和政府代表分析了准备好的报告文本，并修订完成。报告在 *Может ли хранение двуокиси углерода содействовать сокращению выбросов парниковых газов? 联合国环境规划署（ЮНЕП）准备了现行的简明信息手册，以更明确和通俗的形式为广大读者提供了在报告中所论述的技术方案。 CO2捕集和封存 CO2捕集和封存技术包括CO2排放到大气之前的捕集、运输到安全地点并与大气隔离，如在地质建造中封存。 1 捕集CO2 应该把CO2与燃烧或处理过程中产生的其他气体分离，然后压缩和净化，以便尽可能地简化其运输和封存。在工业生产过程中生成的一些气流，如在净化天然气或生产氨气的过程中产生的气体，非常纯净，没有其他的杂质。 在燃烧过程中产生的CO2，特别是发电过程中生成的CO2可以通过采用三个制定系统方案的其中一项的进行捕集。燃烧后的捕集系统可以使用有机溶剂把CO2与其他废气分离。 燃烧前的捕集系统采用蒸汽、空气或氧气预先处理原始燃料。因此形成的一氧化碳在反应槽的第二个塔中与水蒸气发生反应，形成了用来产生能量或热量的氢，同时还有被分离和捕集的CO2。 这两项技术在市场上已应用了几十年，目的不同，但相似。目前预先和随后的捕集系统可以保障捕集所产生的85～95%CO2。但是因为要实施УХУ需要增加10%～40%的能量，而被称作CO2“预防排放”的净容积达到80%～90%。 第三个捕集系统称为氧燃料燃烧系统，因为燃烧燃料时用氧替代空气。结果是废气中主要含有水蒸气和CO2。水蒸气是用冷却和压缩气流的方法分离的。这项技术暂时还处于试验示范的阶段，可以捕集在燃烧过程中实际产生的全部CO2，但是需要制氧和清除污染物，如硫和一氧化氮的气体处理附加系统，这样使CO2“预防排放”总水平降低到大约90%。 图1 捕集系统示意图 2 CO2运输 除了当排放源离封存地点很近时，必须要运输CO2。有几个运输方法。 高浓度CO2气流可以通过管道在高压状态下进行安全输送。从1970年代初期开始采用管道输送，到目前已成为输送CO2的主要方法。在美国，如大部分位于得克萨斯州的、在提高石油产出率项目中使用的CO2输送管道系统的总长度达到了2500多千米。气体管道在远离海岸区，经过人口稠密地区、山川和河流铺设煤气管道的成本非常高。 采用经常运输液化石油天然气的油船液态方法同样可以运输CO2。采用油灌车或带有恒温装置的油罐货车中运输CO2技术上可以实现，但是不经济。 3 CO2封存 从经济和生态观点出发，地质建造是封存CO2可以采用的最合适的方法，特别是如果考虑到在石油和天然气工业中已积累的经验。可以利用已在石油和天然气开采领域使用的多种钻探技术和监测方法把压缩的CO2放置在地表下疏松岩石建造中。 油气田、深部咸水层和废弃煤层是CO2封存的三个主要的地质建造。一般情况下，封存地点深度应该超过800米，此处