把二氧化碳关起来

二氧化碳是我们最熟悉的环境破坏者,人类几乎每做什么事,都在源源不断地排放着它.如今研究者们正在冰岛进行一项新实验,将这种自由散漫的气体变成尖硬的岩石,永远地储存起来.

冰岛这个拥有几百座火山的国家,地热资源极为丰富,有着世界第二大的地热电站――赫利舍迪地热电站.这座地热电站有七组涡轮发电机,钻取的是1900多米深的地下储热层,每年的发电量能达到300兆瓦.

尽管地热发电有“低、无污染、可再生”的美誉,但事实上,赫利舍迪地热电站每年排放出的二氧化碳却高达6万吨――地热发电的原理是把高温地热水抽至地面,利用水蒸气来推动涡轮.在这个过程中,原本储存在地底的大量二氧化碳会被一同带到地表,然后释放出去.

从2007年开始,雷克雅未克能源公司、冰岛大学、美国哥伦比亚大学拉蒙特多尔蒂地球观测站和法国国家科学研究中心等携手开展了一项名为“碳固定（CarbFix）”的实验项目.他们计划将排放出的二氧化碳再度溶解于水中,注入位于地下800米深的玄武岩,转化成石灰岩储存下来.

遍布冰岛的火山岩中,90%属于玄武岩.这是一种富含氧化钙和氧化镁的岩石,它多孔的特性致使其周身高达30%的空间都装满了水.研究者先将二氧化碳输送到距离地热电站3公里的注水井中,利用500米深的水压使其完全溶解到水里,形成腐蚀性极强的碳酸水,再注入玄武岩中,让玄武岩在化学反应下慢慢转化成石灰岩.这个过程跟自然界的地质风化其实是一样的,只是人为将其加快了而已.

这个实验开展以来,直到近期才有了较大进展.“我们原以为最困难的是把二氧化碳注入井里.可是拖延了最长时间的却是分离气体的过程.”CarbFix项目总监埃达阿拉多提说.

地热电站排放出的气体中,有着83%的二氧化碳和16%的硫化氢.硫化氢是非常麻烦的东西：它会腐蚀设备和金属件；把它从蒸汽中分离出来时,还会形成化合物,阻碍机器的运作.因此,项目组不得不先开发出一套分离硫化氢的设备,再把纯净的CO2提取出来.另外,将二氧化碳从源头输送到注入井内,也要设计出专门的程序.他们还得开发出新的设备和技术,用来监测在地底下的石灰岩形成过程.

如今,注入玄武岩的碳酸水已经开始向中性变化,这意味着固化过程已经开始了.但要等到成果出现,可能需要几个月,也有可能要花上几十年.

迄今为止,投入这个项目的资金已经超过了5000万美元.而一系列的溶解――输送――固化过程,也消耗着大量的水和电.“这项实验确实挺花钱的,要把它发展成商业用途,还要好一段时间.”阿拉多提承认.在目前的实验阶段,固化一吨CO2的成本高达502欧元,但随着处理量增大到15万吨以上时,这个数字可以降低到12欧元/吨.

不可否认的是,这项技术拥有无限的潜力.玄武岩遍布全世界,比如西伯利亚、巴西、美国西北部等.光是CarbFix这片3公里长、1.5公里宽、600米深的实验基地,能储存的CO2就达1200万吨,相当于赫利舍迪地热电站两百年的排放量.此外,不像其他注入地底空腔的液态或气态储存法,它只需要很浅的存储深度,却不用担心泄漏的问题,因此可说是一劳永逸.

在目前的实验阶段,固化一吨CO2的成本高达502欧元,但随着处理量增大到15万吨以上时,这个数字可以降低到12欧元/吨.