北極星碳管家網訊:截至2021年5月，溫室氣體排放占比超過65%、GDP占比超過75%的全球131個國家都已宣布了碳中和的目標。在控制二氧化碳排放這一全球性難題面前，碳儲存技術成為短期內應對氣候變化最重要的技術之一。今年上半年，有專家建議，未來我國西北地區可將碳儲存視為新的產業發展方向，以此實現低碳轉型。
什么是碳儲存？我國西北地區何以成為未來碳儲存產業的發展高地？我國目前的技術水平和碳交易市場規模能否支撐起這一新興產業的發展？
目前的碳儲存技術
主要包括四個環節
在2020年聯合國大會上，中國提出力爭于2030年前達到二氧化碳排放峰值、2060年前實現碳中和。（碳中和，即企業、團體或個人測算其在一定時間內的溫室氣體排放總量，再通過植樹造林、節能減排等形式抵消這些排放量，以保證凈碳排放量接近于零。）
要實現碳中和，主要有兩大端口――排放和吸收。
在排放端，降低二氧化碳等溫室氣體的排放量，如提高工業、電力的能源效率，開發利用可再生能源，減少對傳統化石燃料的依賴。在吸收端，針對受經濟、技術等因素限制而難以完全避免的部分碳排放，通過碳捕集和封存（CCS）、植樹造林等方式，增加生物庫和水圈庫的碳吸收能力。
其中，吸收端的碳捕集和封存就是我們所說的碳儲存。
隨著CCS的發展，人們對二氧化碳再利用環節的認識有所提高，并逐漸向碳捕獲、利用與封存（CCUS）方向發展，碳儲存技術的內涵更為豐富。
那么，本要排放到大氣中的二氧化碳，是怎么被存起來的？
這與二氧化碳的化學性質緊密相關。當溫度超過31.1℃、壓力超過7.38MPa時，二氧化碳將以超臨界狀態存在（即超臨界流體，介于氣體和液體之間），密度大、黏度低，流動性好、擴散性強。這種特性使得捕集和儲存二氧化碳成為可能。
目前的碳儲存技術，主要包括四個環節：
*捕集
捕捉環節多集中在化工、鋼鐵、電力、礦物制造、煤炭行業，這一環節成本較高，一般有燃燒前、燃燒后和富氧燃燒捕捉三種方式。
燃燒前捕集，是等煤炭在汽化爐中汽化后，利用固體吸附劑或化學溶劑將二氧化碳與其他氣體分離，再將其冷卻加壓為超流體，整個過程理論上是零碳排放的；燃燒后捕集同樣采用先分離、后提取的程序，但針對的是化石燃料燃燒產生的工業廢氣中的二氧化碳；富氧燃燒捕集是在富含氧氣的條件下燃燒化石燃料，煙氣主要由水蒸氣和高濃度二氧化碳構成，更易于分離。
*運輸
捕集二氧化碳后，需要用管道、船舶或罐車運輸到選定的埋存地點。在整個碳儲存技術成本中，運輸環節所占比例相對較低。
*封存
目前，較理想的封存場所主要有深部含鹽水層、廢棄油氣田及煤層和海洋。
其中，海洋儲存是將二氧化碳以固體二氧化碳水合物形態注入超深層海域，當海水深度超過3000米時，二氧化碳密度將大于海水密度，最終沉積海底；廢棄油氣、煤層和地下鹽水層都屬于地質封存。據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）估計，2000―2050年，廢棄油氣層能夠容納全球二氧化碳排放總量的45%，廢棄煤層容納量約占排放總量的2%，地下鹽水層可容納排放總量的20%―500%，埋藏潛力最大。
在不同場所，二氧化碳的儲存機制也有所不同。比如，要想在深部含鹽水層儲存二氧化碳，含水層上部需蓋有隔水層或弱透水層，頂部至少在800米以下，才能保證不影響地下水資源。
封存過程還能帶來新“收獲”。
將二氧化碳注入廢棄油氣層后，原油體積膨脹、黏度降低、易于流動，有利于殘留油氣推出。這一過程就是二氧化碳驅油（CO2-EOR），既能有效儲存二氧化碳，還能提高油田采收率，僅在我國就可增加7億至14億噸采儲量。
相似的功效還體現在煤層儲碳上。煤層表面對二氧化碳的吸附能力約是對甲烷吸附能力的2倍，這種特性使得二氧化碳注入煤層后能讓甲烷轉變游離狀態，從而增加甲烷氣體的產出率。
*利用
除了注入封存場所，捕集來的二氧化碳還可以循環再利用，如人工降雨、制造化肥、果蔬冷藏保鮮等。
專家說西北地區
比較適合存碳
利用碳儲存技術，可捕集90%化石燃料燃燒所產生的二氧化碳，脫碳水平較高，大型火電廠、鋼鐵廠、化工廠等可實現超低排放。
據國際能源署（IEA）預測，到2050年，碳儲存將使全球二氧化碳總排放量減少19%，減排效果僅次于提高能源效率；要達到《巴黎協定》目標，到2060年累計減排量的14%需依賴碳儲存。
西方國家的碳儲存技術起步相對較早。據澳大利亞全球CCS研究所在2010年的統計，全球約有270個已運行、在建和規劃中的CCS項目，如美國Pleasant Prairie電廠CCS示范工程、澳大利亞的火電廠CCS技術項目等。
富煤、貧油、少氣的能源結構決定了中國發展碳儲存技術的必要。有機構預測，到2050年，化石能源占中國能源消費的比例仍達10%―15%，這部分近零排放的實現必須依賴于碳儲存技術。
2008年，國務院發布《中國應對氣候變化的政策與行動》白皮書，中國將“重點研究CCUS等減緩溫室氣體排放技術”，CCUS被納入國家中長期科技發展規劃。此后，“十二五”規劃中包含的控制溫室氣體排放工作計劃，又明確把CCUS技術的推廣和普及作為重要任務。
從自然稟賦來看，中國確實有這個資本。
首先來看封存潛力。
據估算，僅靠地質封存，中國就可封存1.21萬億至4.13萬億噸二氧化碳，碳儲存潛力巨大。
具體而言，我國松遼盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地和準噶爾盆地集中分布大量油田，可封存約51億噸二氧化碳；鄂爾多斯盆地、四川盆地、渤海灣盆地和塔里木盆地多氣藏，可封存約153億噸二氧化碳；深部咸水層與含油氣盆地分布基本相同，封存容量約為24200億噸。
再來看地域分布。
松遼盆地、塔里木盆地和渤海灣盆地是中國最大的3個陸上封存區域，約占總封存量的一半。此外，蘇北盆地和鄂爾多斯盆地的深部咸水層封存潛力也較大。
這種分布特點意味著，未來我國西北地區可充分發揮其巨大的碳儲存潛力，被視為實現碳達峰、碳中和的重要路徑。
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