4月初，荷兰决心进行大规模碳封存试验的消息让全世界瞩目。

荷兰政府决定在小镇巴伦德雷特的地下直接封存二氧化碳。由皇家荷兰壳牌公司实施的这一项目，计划从2011年开始，将1000万吨二氧化碳泵入该镇地下2000米处的两个废弃天然气田。然而，这项计划遭到了当地居民的强烈反对。

巴伦德雷特镇的居民担心，储存在其房子底下的二氧化碳有朝一日会出现泄漏，将造成严重后果。

把碳赶到地下的计划安全性到底如何？我国相关研究开展怎样？带着这些问题，近日记者采访了相关专家。

———— 国 外 ————

为二氧化碳寻找出路

如果不是温室气体的排放已经威胁到人类生存的环境，大概谁也不会愿意花这么大代价把本来要“飞进”大气层的二氧化碳“赶入”地下。

煤炭价格低廉，在短时间内其主力能源的地位无法改变，而大量研究证明煤炭燃烧排放的二氧化碳对全球变暖的促进作用明显。“这也就意味着，我们要为这些燃煤产生的二氧化碳寻找出路。”中国科学院武汉岩土力学研究所李小春教授告诉记者。

CO2减排主要有3种途径：节能增效、低碳能源利用、CO2捕集与封存。

CO2捕集和封存（CCS）是将CO2从排放源中分离出来，输送到一个封存地点注入深部地层，使CO2长期与大气隔绝的过程。在应对气候变化的努力中,这种方式被寄予很高期望。

一直期望在气候变化问题上引领世界的欧盟，近年来投入大量财力物力开发这项技术。据报道，欧盟已为此注入10多亿欧元启动资金，还将通过碳交易体系再筹措45亿欧元后续资金。欧盟还要求，2020年之后以煤为燃料的新建电厂都应具备碳捕捉技术。欧盟一位负责能源事务的高官甚至声称，减少温室气体排放，碳封存是一种最好的选择。

美国的一些能源企业也正在就这一技术加强研发与投入。据国际能源署预测，到2020年，全球将花费560亿美元，用于建设100个类似的碳封存项目；2021至2030年，相关资金投入将达到6460亿美元。

———— 国 内 ————

此类研究刚刚起步

目前碳捕集和封存技术在全球范围内尚处于研发和示范阶段。

混在燃煤电厂、化工厂尾气中的二氧化碳是如何被逮住的？李小春告诉记者，最常见的碳捕获技术是用醇胺类溶剂吸收工业废气中的二氧化碳，而先进的煤气化多联产电站则能从气化的煤中直接捕捉二氧化碳。

中国科学院工程热物理研究所金红光研究员的一项关于碳捕捉的技术，正是用于煤气化多联产电站。它被中国工程热物理学会作为重点推荐项目，在最近召开的中国科协学术建设发布会上发布。

这项技术用于发电系统，在节能10%—18%的同时，二氧化碳分离耗能大幅降低，系统零能耗捕集二氧化碳。据介绍，这一方法突破了国际上尚未解决的能耗过高的技术瓶颈，在低碳技术创新方面取得了重要进展。

“我们的技术只是碳捕集这个大系统中的一个小环节。”金红光对记者说。整个碳捕集系统还需要很多技术的集成。他们的研究也还只是试验阶段的成功。

李小春专门从事CO2地质封存研究。据他介绍，通过输气管道，不同纯度的二氧化碳被送到三类埋存点:采空或接近采空的油气田、不可采的煤田，以及千米以下的咸水层，在二氧化碳的三大“归宿”中，油田算得上最为成熟和经济的去处。

当二氧化碳被200个大气压送入千米油田深处，很快就与岩石孔隙中不易开采的石油“混为一团”，原本粘稠厚重的石油迅速稀释膨胀，纷纷从小孔中溢出，变得更易开采。据介绍，美国共有70多座油田采用二氧化碳驱油，年消耗二氧化碳达3000万吨，增产10%。1992年至今，我国先后有六七座油田尝试了二氧化碳驱油技术，二氧化碳一次性最大封存量达11万吨。

相对油气田、煤田而言，咸水层封存的选择余地更广。当二氧化碳顺着钻孔抵达咸水层，便会立即钻进高渗透性的砂岩层，再被湿软的泥岩层牢牢封住。

近几年，包括“973”“863”在内的国家重大科研计划都对CCS的研究进行了立项，并取得了一些进展。

我国的二氧化碳捕集和封存并没有仅仅停留在理论研究上，一些企业还在实践上进行了尝试。例如，华能公司在北京高碑店发电厂开展的，每年捕获3万吨二氧化碳用于食品工业的示范项目运行良好，在上海石洞口电厂，每年捕获10万吨二氧化碳用于食品工业的项目也开始运营。中石油在吉林油田成功完成了每天注入300—400吨二氧化碳提高采油量的先导实验，计划到2015年实现年封存二氧化碳120万吨，增加原油产量100万吨。神华集团在鄂尔多斯的煤制油项目中，10万吨级的碳捕集与封存项目已进入设计阶段。

金红光是国内较早进行碳捕集研究的学者，1994年，还在日本读博士的他，毕业论文的题目就是碳捕集。但他认为，现在我国对碳捕集和封存的研究还显欠缺。

“碳捕集和封存对低碳发展的影响是正的还是负的？”这些问题都需要深入的研究，然后还有技术路线、具体的捕集和封存技术等。

———— 专家说 ————

理论上封存具备安全性

环保组织对碳封存的安全性充满了担忧。担心大致可分为三类：泄露、引发地震和腐蚀。李小春认为，这些问题都完全可以避免。

——泄露

绿色和平组织认为，被封存的二氧化碳很难始终不泄漏。

李小春说,从技术上看，往地下注入气体已有30多年的工业经验。完全能够保证二氧化碳的封存不泄露。

目前全球有超过602座地下天然气储库、44个硫化氢与CO2处置场，108个注入CO2以增采石油项目。另外，我国已发现约30个天然CO2气田，泰兴黄桥气田已探明储量达64×108m3。

他认为,这些事实说明，在场地选择恰当，操作规范，监控严密及应急措施具备的情况下，CCS的安全性是可以得到保证的。当然，CCS比上述工程具有更大的规模、更长的时间尺度、特有的灾害发生机理与过程，需要进行深入系统的研究。

——地震

位于挪威的全球最早的碳封存项目至今不过13年，虽然目前运行良好，但尚不足以断定碳封存没有“后遗症”。外界对碳封存还存有可怕的假设，例如诱发地震。

“科学选址是确保安全封存的关键。”李小春认为只要在选址时遵循科学规律，封存就不可能会引发地震。

首先不能选择本身不稳定的地方；其次注入二氧化碳压力不能过大，要找到力学稳定的平衡点；另外，不能选择有脆性破坏可能性的地方，地质的缓慢的变形并不会带来破坏。他认为，这个科学选址的过程并不比修建水坝等工程的选址困难，是完全可以解决的问题。

他的研究组调查了全国各大型盆地200万年来的地质变化，实地考察它们的地质状况。“目前已经选择出了8个地质条件适合做二氧化碳封存的大型盆地，下一步是确定更具体的安全封存地点。”李小春说。

——腐蚀

世界野生动物基金会和绿色和平组织认为，二氧化碳溶于水后会形成碳酸，进而与矿物起反应生成碳酸盐，但碳酸也会腐蚀用来起封固二氧化碳作用的人造封层和地质层。

李小春解释说，二氧化碳并不是和所有的矿物质都产生反应，只是一部分，而其中有的反应可能会是封存更牢固。至于对水泥等人造封层的腐蚀可能确实存在，目前包括他的实验室在内，有研究机构在研究新型的材料，如在水泥中加入一些成分，避免它受到腐蚀。这些研究也已经有了成果。

与安全性相比，李小春认为高成本和高能耗可能对CCS的发展阻碍更大。目前有报道说，进行碳捕集将使电价提高50%—100%，同时，捕集的过程需要烧更多的煤。

封存中科学选址也需要大量的资金投入，钻孔、物探，动辄几千万元的投入让很多企业望而却步。

这是项昂贵的技术，在没有足够压力的情况下，进展注定会很缓慢，李小春说。

■ 核心提示

目前碳捕集和封存技术在全球范围内尚处于研发和示范阶段。

近几年，包括“973”“863”在内的国家重大科研计划都对CCS的研究进行了立项，并取得了一些进展。

我国的二氧化碳捕集和封存并没有仅仅停留在理论研究上，一些企业还在实践上进行了尝试。例如，华能公司在北京高碑店发电厂开展的，每年捕获3万吨二氧化碳用于食品工业的示范项目运行良好，在上海石洞口电厂，每年捕获10万吨二氧化碳用于食品工业的项目也开始运营。中石油在吉林油田成功完成了每天注入300—400吨二氧化碳提高采油量的先导实验，计划到2015年实现年封存二氧化碳120万吨，增加原油产量100万吨。神华集团在鄂尔多斯的煤制油项目中，10万吨级的碳捕集与封存项目已进入设计阶段。