Science：将二氧化碳变成“石头”封存 是一种解决温室气体排放的好办法？

碳捕获和封存是世界各国科学家探索的一个解决温室气体的方案。这个方案的关键技术在于如何安全、永久地储存二氧化碳。Science近日刊登了一则最新进展，将二氧化碳注入玄武岩转化为良性固态碳酸盐。研究团队认为该方法可以长期地储存人为制造的二氧化碳，而且也比其他方法要快。

目前，控制温室气体排放大致可以分为三种技术路线：提高能源使用效率和节能；可再生能源的开发；碳捕获和封存技术。所谓碳捕获和封存，是用工业手段将化石能源燃烧时产生的二氧化碳分离出来，压缩运输到指定地点，并予以封存。而该文所讨论的地质封存是碳捕获和封存中的一种，是利用大自然封存天然气等气体的原理实现封存。该方法有巨大的封存潜力。

行之有效的碳地质储存要求长期安全、为公众所接受，还要考虑规则、政策以及经济效益。

其中，现有的地质储存技术上最大的挑战是泄露。1986年喀麦隆尼奥斯湖发生地震而导致二氧化碳泄露，造成附近村庄数千人死亡。如果二氧化碳被封存在海洋而发生泄露，也会直接伤害海洋生物。只有泄露率低于≤0.1%的技术才真正对缓解温室气体造成的环境变化有益。

而该技术最大的亮点之一是通过二氧化碳与岩石反应实现矿物化将泄露风险最小化，有助于长期、安全储存二氧化碳，并为公众所接受。

图一：CarbFix计划横断面分析图

图二：被追踪的溶解有二氧化碳液体的示踪剂浓度、ph值、DIC等数据

图三：对比计算和测量被追踪的溶解有二氧化碳液体的DIC以及C14浓度

该团队发现，不到2年，原位二氧化碳在玄武岩中就可以完全矿化。一旦以硅酸盐形式储存，泄露的危险就会消除，对储存点的监控工作也会大幅减少，进而增强了储存的安全性，也提高了公众为之接受的可能。

这项计划其实并不是研究团队第一次见诸报道，早在2013年已有相关信息。以下是当时报道的项目示意图

从公开披露的信息来看，该技术很好地解决了二氧化碳泄露风险，具有矿化速度较快等特点。

目前，碳捕获和封存技术在国际社会仍然处于一个谨慎对待的态度。碳捕获和封存技术是对现有的化石能源体系的环保改良技术，因此可以让人们继续使用化石能源，具有一定的优势。但同时，相比于可再生能源一劳永逸，它是对解决碳排放的权宜之计。此外，碳捕获过程是一个能耗换排放的过程，碳捕获和封存从经济效益的角度也并不是那么划算。

此外，它还存在减排效果的计算问题，泄露风险，存在发达国家跨境转移二氧化碳污染之嫌，并且仍然游离于国际对温室气体治理、环保等相关国际法律之外。

希望这个项目，可以很好地解决目前碳捕获和封存技术存在的问题。

论文地址：Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions

（该论文可通过Sci-hub.cc下载）

材料牛编辑整理。