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碳捕获技术

碳捕获,即二氧化碳捕获和封存技术(Carbon Capture and Storage,简称 CCS),是指通过各种技术手段,将二氧化碳(CO2)从大气中或工业排放源中截留并分离出来,以防止其释放到大气中,从而减少温室气体的排放。碳捕获是气候变化应对和实现碳中和的关键技术之一,有助于减缓全球变暖和降低二氧化碳浓度。

碳捕获的主要目标是降低来自工业过程、发电厂、化肥厂等排放源的二氧化碳。这些排放源通常涉及高浓度的 CO2 排放,通过碳捕获技术可以截留并减少这些排放。CCS 是 CO2 深度减排的重要途径,但不同方式的捕获和封存潜力、实施难度和社会经济效益差别很大。

常见的碳捕获方法有以下几种:

  • 前燃燃烧捕获: 这是一种在燃烧前截留二氧化碳的方法。例如,在燃煤发电厂中,可以在燃烧燃料之前将二氧化碳分离出来,以防止其进入大气。
  • 后燃燃烧捕获: 这是一种在燃烧后截留二氧化碳的方法。通过在排放源后捕获二氧化碳,例如从燃气发电厂的排放气流中提取 CO2
  • 直接空气碳捕获: 这种技术涉及从大气中直接捕获二氧化碳,而不是从特定的排放源。虽然这是一项更为昂贵和复杂的技术,但可以用于吸附大气中的二氧化碳。

碳捕获技术通常涉及物理吸附或化学吸附,其中通过固定吸附剂捕获二氧化碳。物理吸附包括利用吸附剂表面上的物理力,而化学吸附涉及与 CO2 发生化学反应。

一旦二氧化碳被捕获,就需要通过管道或其他方式输送到存储地点。存储方法包括地下注入、储存在地质层中或将其转化为稳定的碳酸盐。随着 CCS 技术的发展以及认识的不断深化,引入了 CO2 资源化利用技术,即碳捕获、利用与封存技术(Carbon Capture, Utilization and Storage,简称 CCUS),目的是实现 CO2 资源化利用,将捕获的 CO2 提纯后,投入新的生产过程进行循环再利用,不仅可以实现碳减排,还能产生经济效益。

图片来源:carboncredits.com

虽然碳捕获技术对于达成碳中和目标至关重要,但其实施仍面临一些技术、经济和社会挑战。成本、能源需求、地质条件和社区接受度等问题需要综合考虑。