在處理人為造成的二氧化碳 (CO2) 排放時,更雄心勃勃但在很大程度上尚未得到證實的解決方案之一可能是碳捕獲,從大氣或工廠吸收二氧化碳。
碳捕獲的兩個最大問題已經是它的成本,並找到有效儲存二氧化碳或在提取二氧化碳後重新利用它的方法。但現在一種新技術可以徹底改變這種緩解方法:將碳排放轉化為堅固的岩石。
在冰島工作的國際科學家團隊成功證明,二氧化碳排放物可以泵入地下並進行化學改變以形成堅固的石頭。雖然在地球上儲存碳並不是什麼新鮮事,但沒有人期望這個過程能夠如此快速有效地進行。
在發表於的一項新研究中科學研究人員解釋說,他們將大氣中的碳轉化為固體岩石的技術只需要幾個月的時間——這個時間框架最終可以幫助碳捕獲和儲存成為一個實用、可行的解決方案。
“這意味著我們可以在很短的時間內抽出大量二氧化碳並以非常安全的方式將其儲存起來,”水文學家馬丁‧斯圖特說來自哥倫比亞大學。
凱文克拉吉克/拉蒙特-多爾蒂地球觀測站
研究人員在世界上最大的地熱設施 Hellisheidi 發電廠開始了他們的 CarbFix 計畫。他們將植物產生的二氧化碳和硫化氫與水混合,然後將其註入植物下方的火山玄武岩中。
當玄武岩暴露於二氧化碳和水時,碳會沉澱成白色的白堊狀固體,但在這種條件下,沒有人知道這個過程可能需要多長時間。
初步估計該過程可能需要 8 到 12 年,但在本例中,轉換在幾個月內就開始發生。
“我們的結果表明,95% 到 98% 的注入二氧化碳在不到兩年的時間內就被礦化了,速度快得驚人,”地球工程師兼首席研究員 Juerg Matter 說道來自英國南安普敦大學。
2012 年試驗成功後,該工廠繼續向地下注入二氧化碳,持續監測表明礦化過程持續安全地持續進行,這可以平息人們對將二氧化碳儲存在地下可能存在危險的擔憂。
“碳酸鹽礦物不會從地下洩漏,因此我們新開發的方法可以永久且環保地儲存二氧化碳排放,”說事。 “另一方面,玄武岩是地球上最常見的岩石類型之一,有可能提供最大的二氧化碳儲存能力之一。”
研究人員尚未表明這些碳岩石一旦製成後是否有任何潛在用途,這是其他碳捕獲技術已經研究過的。
一家加拿大新創公司正在將碳排放轉化為顆粒,可用作合成燃料來源,而一家名為 Climeworks 的瑞士公司則將提取的碳泵送到農場用於農業用途。
因此,如果長期儲存在地下岩石中行不通,還有很多替代方案,但目前看來,這項新技術可能對碳捕獲和儲存以及更廣泛的氣候變遷緩解產生重大影響。
但團隊承認還有很多研究要做。該過程還需要大量的水才能發揮作用,但研究人員表示可以使用海水。
“我們研究的總體規模相對較小。因此,CarbFix 的下一步顯然是擴大玄武岩中二氧化碳的儲存規模,”說事。 「目前,雷克雅未克能源公司的 Hellisheidi 地熱發電廠正在發生這種情況,該發電廠每年捕獲多達 5,000 噸二氧化碳並將其儲存在玄武岩儲層中。”
當然,現在還處於早期階段,但我們迫不及待地想看看這項研究的進展。