碳捕获和封存 (CCS) 具有帮助减少排放的潜力。这是一种经过测试、可用、受到严格监管并且可以大规模运行的技术——但它尚未被轻易采用。

位于西澳大利亚的 CSIRO 原位实验室测试和监测深度注入的碳。

关于气候变化的科学现在已被广泛接受：人类产生的二氧化碳越多，减缓全球温室气体排放的必要性就越大。我们需要到 2050 年将这些排放量减少到零，以稳定大气。

降低大气中的二氧化碳 (CO 2 ) 是开始缓和某些气候变化影响的唯一途径。然而，净零排放或负排放是最终目标。

但是如何？

阻止当前气候变化的加速需要一系列工具。澳大利亚即将上任的首席科学家 Cathy Foley 博士表示，澳大利亚不仅应该迅速减少排放，而且还应该在可再生能源方面引领世界。

然而，即使今天所有排放都停止了，每年仍需要从大气中去除数十亿吨 CO 2才能满足《巴黎协定》的要求。

Allison Hortle 是 CSIRO Energy 的高级研究员。她说，虽然 CCS 不是去除所有大气 CO 2 的灵丹妙药，但它是可以帮助高碳输出行业（包括钢铁、铝、水泥、炸药和化肥）脱碳的众多工具之一。

什么是碳捕获和储存？

简而言之，CCS 是直接捕获并储存作为工业过程副产品的 CO 2排放的过程。目的是阻止CO 2进入大气。

捕获的CO 2通常被压缩、输送到井中并注入到地下深处的储层中。这是一种多孔岩石，如砂岩——很像厨房海绵——上面覆盖着一层不透水的岩石，阻止气体向上漂浮。在这里，CO 2被储存了数千年。

“这项技术已经存在了几十年。在许多方面，这只是从油藏生产流体（例如碳氢化合物）的逆过程，”霍特尔女士说。

“在美国和其他地方，CO 2被注入地下，所以更多的石油可以从另一端出来。现在，我们可以从这些知识中受益，我们对地下注入和监测 CO 2的过程有了很多了解。我们还拥有安全高效地将大量 CO 2储存在地下的专业知识和工程知识。”

与大断层相交的钻探良好的场地。CSIRO 钻了第二口井来监测控释注入测试，以更好地了解二氧化碳的行为。

我们为什么要使用它？

CCS 可以将现代常规发电厂的 CO 2排放量减少约 80-90%。

“如果我们想显着减少温室气体排放并最大程度地减少气候变化，我们需要从系统中去除CO 2，” Hortle 女士说。“没有其他方法具有相同的体积变化潜力。”

她说 CSIRO 已经投资 CCS 研究了几十年，因为它具有大规模脱碳的潜力。

“从 2000 年代初开始，我们问：有哪些技术？有哪些经济机会？我们有地质学吗？” 她说。

CSIRO 投资了一个位于维多利亚州的示范项目，即 Otway 项目，即现在的 Otway 国际测试中心，用于研究注入和监测地下CO 2 的技术。

“我们观察它的行为，询问它是否安全，是否可以预测，然后我们跟踪它，”霍特尔女士说。

这是化石燃料行业的灵丹妙药吗？

应对气候变化的一个巨大障碍在于让世界向净零排放过渡。CCS 并非旨在取代过渡的需要。尽管目前的努力相当大，但这种变化不是一夜之间就能发生的。

Hortle 女士说，当 CSIRO 首次开始研究 CCS 时，这个想法似乎是解决气候问题的简单方法。

“它可以从燃煤发电站捕获 CO 2，我们将其注入地下深处，它会在那里停留数千年。这看起来很简单，”她说。

“但今天，即使我们看到煤炭正在快速转变，我们的大气中仍然有大量的 CO 2。 ”

Hortle 女士说，虽然澳大利亚似乎不太可能建造新的燃煤发电站，但其他国家仍在使用煤炭，他们需要脱碳方法。她还表示，即使明天将逐步淘汰化石燃料，仍有其他行业排放 CO 2。更不用说大气中已经存在的所有过量 CO 2了。

“CCS 与煤炭或化石燃料无关，CCS 与 CO 2 相关，”她说。“你如何处理我们已经生产并将继续生产的所有这些多余的 CO 2？CCS 是从环境中永久去除 CO 2的唯一大规模选择。”

浪费是机会，不是问题

Hortle 女士没有将CO 2排放视为问题，而是看到了机会。越来越多的国家和行业面临脱碳压力。在澳大利亚，我们的地下蓄水池拥有巨大的容量，可以吸收 CO 2并将其永久存放在地下深处。

或者，我们可以使用其中的一部分来丰富我们的土壤或将其中一部分转化为新的低碳产品。

这些活动中的每一项都需要人员和技能来捕获和运输 CO 2，将其转化为其他产品（例如建筑材料），测量、调节和计算阻止进入大气的 CO 2的体积。通过这种方式，脱碳工具箱中的每个工具，包括 CCS，都有可能在合成燃料、化学品、碳纤维和建筑材料等领域创造新的产业。

CCS的误解

许多国家致力于《巴黎协定》，并制定了减少其 CO 2排放的计划和目标。CCS 是被吹捧为帮助这一过程的工具之一，但在误解的重压下，它一直难以在商业规模上起步。

CCS 安全吗？

Hortle 女士说，她工作的一个重要部分是与当地社区接触并回答有关 CCS 安全的问题。

她说 CO 2没有直接毒性。“它存在于天然温泉中，我们在啤酒和软饮料中都有它。曾经有人问我是否会在我的后院进行 CCS 项目，我能够诚实而有力地说‘是的，我愿意。’”

CO 2对人类的最大风险是我们自己向大气中排放的物质——一旦排放到大气中，就会对气候产生影响。

“这种类型的工作不仅获得许可，”霍特尔女士说。“首先要确定一个网站是否合适，需要付出很多努力。了解、绘制和测试地质需要时间。我们需要了解它是否可以储存 CO 2，然后使用一系列行业标准工具来跟踪它并预测它会长期流向何处。”

她说，规则、法规、许可、批准、监控和会计都构成了一个具有强大驱动力的密集制度，以确保 CO 2处于最佳位置。

“如果存在风险，无论是来自断层线还是对井完整性的潜在损害，那么该站点将被降级并寻求替代位置；没有任何目的允许不合适的场地。”

“目标是阻止 CO 2重新进入大气。如果 CO2逸出，就失去了全部意义，”霍特尔女士说。

采用 CCS 的成本如何？

Hortle 女士说——与任何技术一样——实施得越多，成本就越低。

“什么东西太贵了？” 她说。“我们谈论的是我们必须管理的工业副产品——但同样，这可能是新行业、收入和就业机会的机会。”

她说，对 CCS 的持续投资可以产生新的合作伙伴关系，将工程、技术、经济、科学和社区结合在一起。

全球 CCS 研究所 2020 年现状报告确定了超过 65 个商业 CCS 设施，其中最大的 CCS 项目位于西澳大利亚巴罗岛的 Gorgon LNG 项目内。2020 年 9 月，目前最大的 CCS 项目已封存了 300 万吨二氧化碳。

Hortle 女士说，虽然 CCS 的机会尚未转化为它自己的行业，但它有可能改变游戏规则。

“CCS 只是在满足不断增长的能源需求的同时减少排放的解决方案组合之一，”她说。“这不是唯一的答案，但它是众多答案之一。”

“我们都希望迅速迈向可持续能源的未来，但我们需要一个好的工具箱来做到这一点。CCS 就是其中一种工具。”

好的工具箱来做到这一点。CCS 就是其中一种工具。”