如果有一種簡單的方法可以將燃煤電廠煙囪排放的二氧化碳轉化為岩石,並使其安靜地位於地球深處,那會怎麼樣?這將避開當前碳儲存計劃的一個關鍵癥結,這些計劃包括將二氧化碳注入多孔沉積岩地層(如砂岩)——氣體最終可能會逸出,滲回地表並進入大氣,從而使地球變暖。
玄武岩是地殼的一部分,可以替代沉積結構。玄武岩中的礦物質,包括鎂、鈣和鐵,逐漸與二氧化碳反應,在玄武岩的孔隙和縫隙中形成碳酸鹽晶體,將碳封存在永久性固體中。這個過程被稱為加速風化,可以捕獲大量的二氧化碳。工程師們現在正試圖將這種化學反應轉化為實踐。
今年夏天,在華盛頓州瓦盧拉附近,工程師們將近 1,000 公噸的二氧化碳注入地下 800 多米的層狀玄武岩中。在接下來的一年裡,他們將監測這些碳酸鹽晶體出現的速度和範圍。一些科學家推測,這個過程自然發生需要數千年,但實驗室結果表明,它可以在不到十年的時間內發生。“不是 1000 年——甚至不是幾個世紀,”太平洋西北國家實驗室的環境工程師 Pete McGrail 說,該實驗室負責監督該專案。“我們說的是幾年到幾十年完成礦化。”這足夠快,可以在應對全球變暖的鬥爭中發揮作用。研究人員預計在 12 月獲得他們的第一批鑽探樣本時會了解更多資訊。
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在冰島的第二個專案 CarbFix 中,工程師們計劃在兩年內注入 1,500 噸二氧化碳。根據哥倫比亞大學參與這項工作的研究員 Juerg Matter 的說法,他們計劃在 2014 年 5 月和 6 月提取樣本,並將繼續監測到明年 12 月。
一些科學家對碳酸鹽礦物是否像希望的那樣防滲持懷疑態度。德克薩斯大學奧斯汀分校的地質學家和碳封存專家 Susan Hovorka 說,在某些條件下,地表深處的水可能會流過碳酸鹽晶體並溶解出二氧化碳,從而使氣體可能滲到地表。她指出,需要進行測試以確定玄武岩保留碳的能力。
McGrail 說,碳儲存的主要障礙是政策而不是技術訣竅。如果沒有一些經濟激勵措施以這種(或任何)方式封存二氧化碳,這種做法不太可能 распространяться。但是,如果試點專案證明氣體可以被鎖定在地下,並且政策制定者隨後對碳徵稅,那麼玄武岩可能提供可行的儲存選擇。印度許多燃煤發電廠中約有四分之一位於被稱為德干地盾的巨大玄武岩地層之上。如果玄武岩可以將我們的全球變暖罪魁禍首送回其來源,那麼就會有大量的二氧化碳準備好發揮作用。