
二氧化碳是我們最熟悉的環(huán)境破壞者,人類幾乎每做什么事,都在源源不斷地排放著它。如今研究者們正在冰島進行一項新實驗,將這種自由散漫的氣體變成尖硬的巖石,永遠地儲存起來。
冰島這個擁有幾百座火山的國家,地熱資源極為豐富,有著世界第二大的地熱電站——赫利舍迪地熱電站。這座地熱電站有七組渦輪發(fā)電機,鉆取的是1900多米深的地下儲熱層,每年的發(fā)電量能達到300兆瓦。
盡管地熱發(fā)電有“價格低、無污染、可再生”的美譽,但事實上,赫利舍迪地熱電站每年排放出的二氧化碳卻高達6萬噸——地熱發(fā)電的原理是把高溫地熱水抽至地面,利用水蒸氣來推動渦輪。在這個過程中,原本儲存在地底的大量二氧化碳會被一同帶到地表,然后釋放出去。
從2007年開始,雷克雅未克能源公司、冰島大學、美國哥倫比亞大學拉蒙特·多爾蒂地球觀測站和法國國家科學研究中心等攜手開展了一項名為“碳固定(CarbFix)”的實驗項目。他們計劃將排放出的二氧化碳再度溶解于水中,注入位于地下800米深的玄武巖,轉(zhuǎn)化成石灰?guī)r儲存下來。
遍布冰島的火山巖中,90%屬于玄武巖。這是一種富含氧化
鈣和氧化鎂的巖石,它多孔的特性致使其周身高達30%的空間都裝滿了水。研究者先將二氧化碳輸送到距離地熱電站3公里的注水井中,利用500米深的水壓使其完全溶解到水里,形成腐蝕性極強的碳酸水,再注入玄武巖中,讓玄武巖在化學反應下慢慢轉(zhuǎn)化成石灰?guī)r。這個過程跟自然界的地質(zhì)風化其實是一樣的,只是人為將其加快了而已。
這個實驗開展以來,直到近期才有了較大進展?!拔覀冊詾樽罾щy的是把二氧化碳注入井里??墒峭涎恿俗铋L時間的卻是分離氣體的過程?!盋arbFix項目總監(jiān)埃達·阿拉多提說。
地熱電站排放出的氣體中,有著83%的二氧化碳和16%的硫化氫。硫化氫是非常麻煩的東西:它會腐蝕設備和金屬件;把它從蒸汽中分離出來時,還會形成化合物,阻礙機器的運作。因此,項目組不得不先開發(fā)出一套分離硫化氫的設備,再把純凈的CO2提取出來。另外,將二氧化碳從源頭輸送到注入井內(nèi),也要設計出專門的程序。他們還得開發(fā)出新的設備和技術(shù),用來監(jiān)測在地底下的石灰?guī)r形成過程。
如今,注入玄武巖的碳酸水已經(jīng)開始向中性變化,這意味著固化過程已經(jīng)開始了。但要等到成果出現(xiàn),可能需要幾個月,也有可能要花上幾十年。
迄今為止,投入這個項目的資金已經(jīng)超過了5000萬美元。而一系列的溶解——輸送——固化過程,也消耗著大量的水和電?!斑@項實驗確實挺花錢的,要把它發(fā)展成商業(yè)用途,還要好一段時間?!卑⒗嗵岢姓J。在目前的實驗階段,固化一噸CO2的成本高達502歐元,但隨著處理量增大到15萬噸以上時,這個數(shù)字可以降低到12歐元/噸。
不可否認的是,這項技術(shù)擁有無限的潛力。玄武巖遍布全世界,比如西伯利亞、巴西、美國西北部等。光是CarbFix這片3公里長、1.5公里寬、600米深的實驗基地,能儲存的CO2就達1200萬噸,相當于赫利舍迪地熱電站兩百年的排放量。此外,不像其他注入地底空腔的液態(tài)或氣態(tài)儲存法,它只需要很淺的存儲深度,卻不用擔心泄漏的問題,因此可說是一勞永逸。
在目前的實驗階段,固化一噸CO2的成本高達502歐元,但隨著處理量增大到15萬噸以上時,這個數(shù)字可以降低到12歐元/噸。