能否将二氧化碳变成石头拯救地球?

一个由多国科学家组成的国际研究小组正在尝试一种新方法,捕集并储存会造成危害的温室气体二氧化碳:将它变成石头(英文)。

参与这个叫做CarbFix项目的科研人员于2014年在冰岛开始将这个设想付出试验。他们将大气中的二氧化碳注入火山玄武岩岩层深处。结果令人他们惊讶和受鼓舞:在两年内,近250吨的二氧化碳被转化为碳酸盐晶体。

项目报告(英文)的主要执笔人英国南安普敦大学(University of Southampton)的于尔格·马特尔(Juerg Matter) 说:“我们的研究结果显示,被注入的二氧化碳中有95%到98%矿石化”,并且速度“惊人”。

Waterfall over rocky gorge (© Kevin Krajick)
冰岛有丰富的玄武岩岩层分布,比如像这些位于黑瀑布(Black Falls)的石柱。 (© Kevin Krajick)

位于冰岛亨吉德山(Hengill)的大型Hellisheidi地热发电站为试点项目提供二氧化碳。哥伦比亚大学(Columbia University)的环境科学家和研究小组成员马丁·斯图特(Martin Stute)表示,在实验结束后,该发电厂仍将继续这项工作,并计划在今年夏天注入10000吨二氧化碳,其目标是最终将发电厂排放的全部40000吨二氧化碳注入到岩石中。

Woman holding a piece of black rock with white deposits (© Kevin Krajick)
地质学家桑德拉•斯奈布约斯道特(Sandra Snaebjornsdottir)展示外表包裹着由二氧化碳形成的碳酸盐矿物的玄武岩。 (© Kevin Krajick)

斯图特说:“到目前为止,他们还没有遇到任何麻烦,这是一个好兆头。”

这可能是一项重要的突破,因为从人类活动产生的二氧化碳是加快气候变化的主要因素。每天从煤、石油和天然气提炼设施以及机动车排气管排出大量二氧化碳。

斯图特说,可以储存二氧化碳的地方不少,并举出了一个在阿曼的例子:“在阿曼的那一个岩层就可以储存几百年全人类排放的二氧化碳。”

玄武岩岩层分布在世界各地,甚至包括海底。巴西,印度,南非和美国拥有大面积的玄武岩。

这提出了另一个未来的可能战略:不仅捕集发电厂排放的二氧化碳,而在任何地方清除空气中的二氧化碳。斯图特说:“有很多前景不错的实验室和实地研究结果。“

对二氧化碳的捕集可以在任何地方进行,因为它在空气中的浓度在全球各地很相似。如果在火山岩石和水的附近捕集二氧化碳,可以经济高效地就地注入和矿石化。

降低价格

在玄武岩和水资源充足的地方,从空气中捕集二氧化碳的成本是每吨20到30美元,相对经济实惠。捕集和运输碳的花费,基于路程,可是其五倍,甚至更多。

Man checking valve at well (© AP Images)
CarbFix project scientist Bergur Sigfusson checks a valve at a test well near the geothermal plant. (© AP Images)

另一个成本因素是碳生成的方式。冰岛地热发电厂排放的气体大多是二氧化碳和硫化氢。火力发电厂会产生更多必须从二氧化碳中分离出去的气体。

立即行动

CarbFix项目科学家一致认为,在高效的可再生能源技术得到更广泛运用的同时,碳捕集和储存可以帮助缩小差距。

Farm near Myrdalsjokull ice cap in southeast Iceland (© Kevin Krajick)
和在世界其他地方一样,气候变暖已经明显地影响到冰岛,那里的平均气温上升速度超过许多科学家的预期。 (© Kevin Krajick)

他们说,可再生能源本身不足以抵消温室气体排放的不利影响。斯图特说:“我们无法迅速摆脱对化石燃料的依赖。”如果要把全球气温上升保持在远低于超过工业时代前的2摄氏度内,现在已经到了采用一切可用手段的时候了。

他还表示,这归根结底是一个经济学问题:“必须有对二氧化碳排放量采取某些行动的激励机制。……如果有激励,就可以做到。我们需要认真对待这个问题。”

CarbFix项目由美国能源部(U.S. Department of Energy)和欧盟(European Union)资助,包括了来自澳大利亚,英国,丹麦,法国,冰岛,荷兰和美国的科学家。