【“双碳”知识普及系列 6.】

  (6. 碳消除技术）

      二氧化碳（CO₂）既是温室气体的关键的温室气体，那么控制全球气候变暖的主要措施就放在减少二氧化碳（CO₂）源头排放和增加消除措施。环境科学中把排放称为“源”，把消除称为“汇”，控制全球气候变暖的措施就是一句话：减源增汇。

       减源的措施就是节能减排，就是提倡节约资源、节约能源和清洁生产的低碳生活。关于涉及全社会的企事业单位和每一个人的低碳生活，我们将在后续专项讨论。这节中我们主要讨论碳消除技术。

       增汇就是增加碳消除。碳消除技术，目前较为使用多的方法就是增加绿色植被、碳捕集（CC）、碳封存（CCS）和碳储存（CCUS）等技术，当然随着科技工作的发展还将会有更多的更新的碳消除技术出现。

       绿色植被：这是二氧化碳（CO₂）的一种自然消除汇。通过绿色植被吸收CO₂和H₂O，在阳光的催化下进行光合作用，生产碳水化合物，以维持生圈中的碳循环。所以大力推行植树造林和增加陆生植被，以及水生绿色生物，是一种很直接简易有效的碳消除工作。

       碳捕集（Carbon capture ）： 即为将工业生产中的CO₂用各种手段捕捉然后储存或者利用的过程。对二氧化碳的捕捉主要有三种方式：

⑴燃烧后捕捉（post-combustion capture，简称 PCC）： 就是在工艺的燃烧部分之后进行捕捉。由于一般对 CO₂的捕捉多用于发电厂，因此往往在电厂燃烧段之后放置一吸收分离装置，使用溶剂对 CO₂进行吸收，最后则吹脱出 CO₂气体并压缩，进入运输管道。

⑵燃烧前捕捉（pre-combustion capture，简称 PRCC）：与 PCC 相反的，在PRCC 中首先通入氧气或者空气，将煤炭和生物质燃料等原料气化，再进入燃烧段进行反应，与此同时通入一定的水蒸气，最终的产物有 CO₂、CO、H₂、N₂以及硫化物等。由于此时的混合合成气（syngas）气压很高（约30-50个大气压），对 CO₂的分离就变得容易很多。最后 CO₂经过吸收/吸附/膜分离等技术处理后被压缩和运输，进入下一个步骤。剩下的气体则或被排空（N₂等），或被再次利用（CO、H₂等）。   

 ⑶氧气燃烧（Oxy-combustion)：该方法主要是通过将空气中的氮气与氧气分离，使用纯氧对燃料进行燃烧，从而可以提高燃烧效率（大约提高17%-35%），提高 CO₂的纯度，降低 CO等副产物的产生，从而捕集纯粹的CO₂。

碳封存（CCS）：就是将捕集到的CO₂用一种特殊的防泄漏可降解的容器收集，然后放到一种特殊的相对封闭的环境中深埋。

碳储存（CCUS）： 在CCS的基础上有所发展，一是封存的罐装要求更加特殊，可以让其中的CO₂转化可再利用。

在此基础上，人类的科研工作把碳消除技术不断向前进，比如更有可为的是将捕集到的，直接再生利用CO₂，当然这需要考虑的是消耗能源的成本和简化繁复的操作。

                                                         丰都智愚河畔环境技术工作室