對於從發電廠捕獲二氧化碳排放並將其儲存在地下的做法,倡導者和反對者至少在一個問題上達成一致:這樣做並不便宜。目前將氣體深埋地下的成本估計在每公噸二氧化碳幾十美元的範圍內,因此每年封存十億噸(Gt)——大約是美國排放量的六分之一——每年將花費數百億美元。大部分成本來自於將二氧化碳從燃燒碳氫化合物排放的煙氣中分離出來的熱力學過程。熱力學定律是不可逾越的,這促使我的同事和我提出了一個可能實現自負盈虧的激進儲存系統(參見《地下深處的熱鹽水可以儲存二氧化碳併產生能源》,《大眾科學》,2013年11月)。
我們的設計是一個閉環系統,將二氧化碳注入從地下深處提取到地面的熱的甲烷飽和鹽水中。富含二氧化碳的鹽水將被送回地下進行永久儲存。注入過程會迫使甲烷和熱量排出,這些甲烷和熱量可以出售用於商業發電和供暖——從而支付儲存費用。甲烷還可以為該系統供電,併為發電廠的碳捕獲提供能源。
儘管產生的甲烷和地熱能超過了執行該過程所消耗的能源,但儲存和提取井的數量,以及每年用該過程儲存十億噸二氧化碳所需的資本仍然很大。但是,任何足以產生類似影響的減少溫室氣體排放的方法的成本也很高——無論是將道路上每輛汽車和卡車的燃油效率提高一倍(這將花費數萬億美元,並且至少需要15年時間),還是為今天已經運轉的每颱風力渦輪機建造數十臺新的風力渦輪機,或者為今天使用的每個太陽能電池陣列建造數百個新的太陽能電池陣列。在十億噸的規模上,將需要多種技術,最終能源消費者將承擔建設和運營成本。例如,傳統的二氧化碳地質儲存預計將使電價上漲 30% 至 50%。
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將此類增長呈現為不減排的理由是站不住腳的。想想看,在 1990 年代,石油價格相當穩定,平均每桶 28 美元(以 2011 年美元計算)。在 2000 年至 2005 年間,以實際美元計算的油價翻了一番,到 2011 年又翻了一番(即使在經濟衰退期間暴跌之後),並且此後一直居高不下。然而,在此期間,全球石油消費和全球經濟持續增長。(2008 年至 2010 年的增長因經濟衰退而中斷,經濟衰退的原因與油價無關。)這表明,儘管能源供應對經濟活動至關重要,但在世界許多地方,能源成本相對適中。與變幻莫測的油價不同,二氧化碳儲存的實施和付費過程是可以計劃和構建的。儘管爭論仍在繼續,但許多專家認為,適應氣候變化後果的成本將甚至高於採取行動減少二氧化碳排放的成本。
底線:我們需要預期為能源支付比我們過去更多的費用。二氧化碳排放規模已經增長到如此之大。