眉间尺下载:二氧化碳的全球通缉令

谁是那个最著名的全球通缉犯？谁现在是人人喊打必欲除之而后快？谁让人类恨得牙根痒痒想要将它掐死在襁褓之中？本.拉登？那你就孤陋寡闻了，现如今让全世界超越了种族与地域的界限而同仇敌忾的，是二氧化碳。

随着越来越多的证据表明是人类活动排放出的二氧化碳造成了气候变化，各国政府、研究机构、公益组织都在设法减少二氧化碳的排放，包括发展风电、水电、太阳能等排放二氧化碳少的能源项目；研究更清洁的技术设备；号召大众选择更简单的生活方式等等。除了这些将敌人消灭在摇篮里的方法，还有一类广受瞩目的技术——碳捕获与封存（Carbon Capture and Storage，简称CCS），寄希望于将已经或即将排出的二氧化碳捉拿归案，以免它们出去惹是生非。

人类社会经过三十余年的研究与实践，现在发展出了追捕二氧化碳的三步曲：围剿,学名“捕集”；押运；和永久羁押，专家叫“封存”。

捕集——挑肥的地方下网

就像捕鱼要去鱼群活动的范围一样，全球的火力发电站是排放二氧化碳最密集的地方，占到了人类活动排放二氧化碳总量的四分之一，研究者们通常都在这里下手。火力发电站的化石燃料，包括石油、煤、天然气等，燃烧后排放出混杂着氮气、二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳和各种粉尘杂质的烟气。

这些尾气中，个别的不是污染物，比如氮气，完全是随着燃烧充氧的过程混进工厂的，处理尾气的设备奈何它不得，也不需要奈何它；大部分虽然没有温室效应，但是污染物，比如二氧化硫，危害植物叶片和人类呼吸系统，还造成酸雨，一定要用脱硫装置处理掉，当然，这些技术目前已经很成熟了；再比如一氧化碳，是燃烧过程中氧供应不充足产生的副产品，但对生物体的毒害作用很大，还是光化学烟雾的重要参与者，想解决它，就需要在燃烧阶段下点功夫，多赶点氧气进去工作；另外还有一些不是气体的东西也随着气流逃了出来，比如像煤里的硫化亚铁这样不能燃烧的东西，是需要用后面的除尘装置拦截下来的；除此之外，才是温室效应的主角，二氧化碳。

要想在这一群一哄而散的乌合之众里面二氧化碳提溜出来，绳之以法，就是科学家施展拳脚的机会了。

一种分离方法是利用它们各自不同的气化温度和压力，在一个高压塔里进行分馏。这在任何电厂只要配置相关设备都可能实现，不过因为要维持高压环境，运行成本不菲。

还可以将烟气通入Ca(OH)₂或者NaOH的溶液中，二氧化硫和二氧化碳就会和碱液反应而被截留下来，然后把这个溶液再改成酸性环境，在不同的pH值下，二氧化碳和二氧化硫就会分别释放出来。这个方法的问题在于会产生强酸强碱的废液，治理需要费用；而且反应速度比较慢，反应过程控制的不好分离出来的气体就不纯。

另外还有一种方法可以把打酱油的氮气提前解决掉，在化石燃料燃烧前，通入反应器中的就不是空气，而是纯度较高的氧气，这样就不用为氮气和一氧化碳发愁了。不过高纯氧气的价格又成了发电厂的紧箍咒。而且这种设备是需要加在燃烧装置之前的，已经建成的电厂就够呛能用了，又是一重限制。

不管怎么说，获得了高浓度的二氧化碳，下一步就是把它们押送到牢房了。

相比于围剿和羁押，押运算是简单的步骤，二氧化碳装在高压大罐里，用火车汽车轮船都行，因地制宜，如果签订了长期供货合同，还可以铺设管道。

运到哪里去呢？我们给二氧化碳定的是无期徒刑，它需要一个永无出头之日的地方。

封存——哪里够格做阿兹卡班？

想要二氧化碳不再为祸人间，可以对它进行肉体，或者精神的囚禁。把它关在一个幽深的囚室里，比如地下几百上千米的油气田孔隙、咸水层、废弃煤井、深海海床…或者，制造一起包办婚姻，让它跟金属离子结合成碳酸盐，或者和无机元素化合成有机物。

把二氧化碳注入油井最早是为了提高油田的采收率，如果不采取特殊措施，一个油田在采油机的作用下最多只能有一半左右的原油能抽提上来，另外一半赖在地层里不挤兑不挪窝。于是采油厂会往里面注水、加表面活性剂增加水里的溶油量，或者送二氧化碳来把地里的油压出来。对于天然气田也可以用这个方法提高采收率。温室效应成为全球环境问题之后，这个经济行为被赋予了高于经济价值的新意义，人们发现甚至可以把这些碍眼的气体放到废弃的煤井，或者用不了的地下咸水层里。当然，如果放到深海海床下，有两层被盖着，（地质结构和深海）似乎就更稳妥了。

这些天然的或者人挖的大坑似乎解决了大麻烦，但科学家的天职就是质疑，它们也的确存在问题。深层高压结构似乎是给二氧化碳施加着无法挣脱的束缚，可一旦在某些情况下，负责羁押的摄魂怪开了小差，放出来的可不是哈利.波特温柔的教父。人们最担心的是地震对地层结构造成破坏后的井喷，和地层中没有发现的裂隙暗度陈仓。

还有一部分科学家致力于撮合二氧化碳和各种物质结合。如果能够摸清双方的口味（反应发生的条件），聘请高效的媒婆（催化剂），前景也很诱人。

地球上广泛存在着钙镁硅酸盐，比如硅灰石CaSiO₃、橄榄石Mg₂SiO₄、蛇纹石Mg₃Si₂O₅(OH)₄等等，这些物质本来就可以在自然条件下缓慢的与二氧化碳反应，如果增加媒介物质，控制反应条件，俩人腼腆的恋爱过程可以被缩短到几小时。被离子键抓住的二氧化碳想离婚绝对比逃出阿兹卡班更难，那种大规模的越狱事件更不会出现。甚至有一小撮科学家正在想办法拉拢二氧化碳和固体废弃物，让垃圾里的金属离子发挥余热。

另外有些科学家则致力于撮合二氧化碳和氢气，两者结合后有望成为甲酸、甲醇、甲酸甲酯…或者让二氧化碳与烯、炔、酚发生反应，生成的物质可以用做各种化工原料。人类将绝大多数的石油当做燃料烧掉了，其更重要的功能——化工原料同时在被极大的浪费。如果能失之东隅收之桑榆，倒也不错。

撮合一门婚事无论怎么说也是不大容易的，需要大量的财力、物力，最后还不一定能成功。所以尽管婚姻关系对二氧化碳的束缚能力更强，却因为材料和成本的限制而难以规模化。

科学家们摇摆在肉体束缚可能的集体暴动和精神束缚的昂贵造价之间，不得不承认CCS技术目前还飘渺的仿佛海市蜃楼，只停留在做做现场实验的阶段。相信科技的发展最终会把这一梦想变得如海水淡化般渐渐走入寻常百姓家，但我们发烧的地球还能等到那一天再来拯救吗？

还是套用一句老话，要想cool，少开汽车多种树~~~

参考文献：

1. 四月，碳捕获与气候变化的未来——气候酷派媒体研修班回顾，http://songshuhui.net/archives/15395.html

2. 古欣， 给地球降温的妙招：把二氧化碳沉入海底，科学24小时。