审核专家：甘强 北京理工大学讲师，应用化学博士

我国南海东部一望无际的海平面上，恩平15-1石油生产平台正矗立在大海中央。目前该石油生产平台已成功开展了二氧化碳埋藏项目，这个项目的成功实施标志着我国对二氧化碳的捕捉和埋藏技术走向新的高度。

恩平15-1平台来源丨中国海油网

二氧化碳是主要的温室气体之一，过量的二氧化碳排放导致了全球气候变暖、海平面上升等严重问题。

根据科学家的预测，如果不采取行动减少二氧化碳的排放，未来数十年内地球将面临更加严峻的气候变化影响，给我们的生活和环境带来巨大的风险。

为了应对这一挑战，二氧化碳埋藏技术被提出并广泛研究。

这项技术的核心思想是将二氧化碳永久地储存起来，防止其进入大气层从而减缓温室效应。

具体来讲，“碳埋藏”技术首先会将化石燃料燃烧和工业生产中产生的二氧化碳收集起来，并利用工程技术埋藏在深部地壳层，从而避免二氧化碳被排放到大气中。

来源丨纵览新闻

讲到这里，好像很难将二氧化碳埋藏与石油开采平台这两个事物联系起来，但事实恰恰相反。在对海洋油气的钻探开发时，被开采出来的不仅仅全部都是石油，一些地底中的气体也会被释放。

这些气体中包含大量的二氧化碳，如果在开采过程中对这些伴生气“置之不理”，这些藏在地壳中的二氧化碳很容易就会“逃”出地壳层，进入到大气中。

那么，二氧化碳埋藏技术是如何工作的呢？

首先，二氧化碳需要被捕获和分离出来，通常是通过工业生产或碳捕集设施。

然后，这些二氧化碳会被输送到海底，并注入到深层地质岩石中。在埋藏过程中，二氧化碳会通过化学反应与岩石结合，形成稳定的化合物，从而防止其逃逸到海洋或大气中。

最后，密封层会被建造在岩石层上方，确保埋藏区域的安全性和稳定性。

二氧化碳埋藏原理 来源丨北极星碳管家网

1 埋藏二氧化碳的方法？

目前我们将二氧化碳主要都埋藏在海洋内以及地下，主要埋藏方式有海洋埋藏、地质储藏和矿化埋藏3种。

海洋埋藏

针对二氧化碳在海底的埋藏方式有两种。

二氧化碳海底地质封存主要方法示意图

来源丨联合国政府间气候变化专门委员会

水柱埋藏是利用海洋中的水柱体将二氧化碳注入自然溶解，通过船舶或者管道将二氧化碳通入海底即可实现；沉积物埋藏，是通过将二氧化碳储藏在海底，二氧化碳在海底的积淀下逐渐变成固体，从而与大气隔绝。目前将二氧化碳埋藏在海底的技术成本太高，同时我们知道二氧化碳溶水后会形成酸，酸含量较多则水呈酸性，降低pH值，对海洋生态系统造成影响。

地质储藏

地质储藏的主要原理是借鉴了化石燃料在自然中的存储机理。由于二氧化碳在特定地层中埋藏时要保持超临界状态，即温度需要超过31℃，压力需要大于7.38MPa，因此往往埋藏在地下800m深处。同时，二氧化碳对储藏的地层也有特殊的要求，目前我们已经了解到的这些特殊地壳层主要有枯竭油气藏、深部咸水层和不可开采煤层3种。

矿化埋藏

众所周知，碳酸盐具有较强的稳定性，如果可以借助金属氧化物与二氧化碳反应就可将二氧化碳埋藏起来。

来源丨专业洞察

矿化埋藏就是将二氧化碳埋藏在矿物质层中，而矿物质层中含有大量的碱性氧化物（如氧化镁和氧化钙），他们可以与二氧化碳反应从而将二氧化碳固化起来，二氧化碳固化后形成的化合物比较稳定，就无法扩散到大气中。矿化埋藏也称矿石碳化埋藏，反应中的金属氧化物就是地层中的矿石，他们与二氧化碳反应后的产物主要为碳酸镁和碳酸钙（即石灰石）等化合物。

2 为什么要将二氧化碳藏起来？

二氧化碳埋藏技术有着重要的工程意义。
首先，它可以显著减少温室气体排放量，从而对气候变化产生积极影响。

二氧化碳是温室气体的一种，我们居住的地球在吸收太阳的热量的同时也会向外发射红外线进行散热。而自然情况下，地球大气层中的气体不会去吸收红外线散发的热能，即地球自身散发的热能可以“完好无损”的从大气层中通过，将热量传递到宇宙，从而给地球降温。

其次，二氧化碳埋藏可以利用已经存在的油气田或盐水层等地质构造，使其得到再利用，促进能源和资源的可持续利用。

对于油气田来说，一些油气田在开采过程中会产生大量的二氧化碳。通过将这些二氧化碳捕获并注入到原本的油气田中，不仅可以减少温室气体排放，还可以有效利用油气资源，促进能源的可持续利用。
而盐水层通常是含盐水的地下岩石层，没有经济利用价值，通过将二氧化碳注入盐水层，既可以将其永久封存起来，防止其进入大气层，又能够充分利用这些盐水层资源，实现资源的可持续利用。

来源丨新华社

此外，二氧化碳埋藏还能够减少二氧化碳泄露的风险，从而保护海洋生态系统和人类健康。这是由于位于海床之下900米处我们称之为咸水层，它具有穹顶式的地质结构，可以像一个“巨碗”一样将二氧化碳扣在海底。同时，埋藏在地下的二氧化碳会与水和岩石发生矿化反应，其余部分没有反应的二氧化碳则会溶于地下层水流中。通过二氧化碳埋藏技术将二氧化碳永久储存于海底，我们可以有效减少温室气体的排放，对抗全球气候变化带来的风险。然而，我们也需要持续加强研究、创新和监管措施，以确保二氧化碳埋藏技术的可持续发展和安全实施。只有共同努力，我们才能应对气候变化这一全球性挑战，为未来的可持续发展铺平道路。

来源: 北京科学中心