二氧化碳是气候变化的主要驱动力,这一点目前已经得到广泛认可。尽管节能措施和可再生能源对于限制二氧化碳的排放起着至关重要的作用,但在可预见的未来时期内,全世界的所有国家,尤其是煤炭资源丰富的新兴国家仍将依赖化石燃料作为主要能源。
捕获和存储生物圈以外地区的二氧化碳,是实现2007欧盟《欧洲能源政策》中所确定的低碳经济一项潜力巨大的技术。
碳排放与气候变化
目前,欧盟和中国所排放的二氧化碳,占全球二氧化碳排放总量的30%左右,因此双方在未来的气候变化中共同承担着重大责任。在减少碳排放方面开展合作,是双方国际合作中一大重要领域。为确保在本世纪末前全球气温增长的幅度不超过2 ºC,必须在2030年前使二氧化碳的排放量达到峰值,2050年前开始降低(《改变气候》)。
中国等国为了尽力改善国民的生活水平,必须保持经济的快速发展,由此可能排放比此前更多的二氧化碳。能源利用量的增长,迫切需要尽快引入清洁能源生产方法。但是,中国等国在未来一段时期内的能源生产绝大部分仍将依靠煤炭,不可避免地将导致二氧化碳排放量的上升。
碳捕获和存储(CCS) 的目的是通过捕获和存储生物圈以外地区的二氧化碳,最大限度地降低二氧化碳排放量日益增长对环境所造成的影响。尽管全球在可再生能源方面进行了大量投资,中国等国今后仍将依赖于煤炭和其它化石燃料来满足其能源需求。二氧化碳的捕获和存储,是低碳能源生产中一个明智的选择。
捕获和存储二氧化碳最简便易行的办法,是利用可产生光合作用的植物进行。不过,这种捕获和存储的规模将受到环境因素的限制。另外一个可选方案就是将二氧化碳存储在海洋中,这对那些没有其它存储选择的国家具有很大的吸引力,不过目前人们对这种方法的环境影响仍存在广泛的争议。
目前看来,最为可行的二氧化碳存储办法也许就是地质存储了。地质存储的区域包括废弃的石油和天然气储存库、无法开采的煤层,以及深层含盐蓄水层。事实上,人们已对第一种方案进行了试验,如在挪威的北海斯莱普内尔(Sleipner)、加拿大的维本(Weyburn)和阿尔及利亚的艾因萨拉赫(In-Salah)等天然气加工项目中。通过对目前已知的潜在地质存储地点的估算表明,它们可以存储今后100年间全球总的二氧化碳排放量。

(1)存储在煤层中 - (2)存储在含盐蓄水层中 - (3)石油(天然气)的增强性回收利用
碳捕获和存储的四个步骤:
1. 捕获发电厂排放的二氧化碳
2. 将捕获的二氧化碳转移到适宜的存储设备中
3. 将捕获的二氧化碳注入地下存储库
4. 对地下存储库进行监控
预计到2015年前,欧盟将建成12个大型碳捕获和存储示范项目点,共需要50亿欧元的投入。估计到2020年左右,该项技术将可以用于商业应用。不过,对于被注入二氧化碳的流动性、二氧化碳是否会渗透到活性生物圈中、公众的接受度、存储点所面临的挑战,以及适宜存储点在地理分布上的不均衡性等问题,人们仍然极其关注。
目前我们已针对碳捕获和存储技术开展了大量研究工作,同时一个针对碳捕获和存储的总体监管框架仍在制定过程之中。
