关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅以支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
在未来五年内，至少有 50 万吨二氧化碳将被注入西弗吉尼亚州新黑文附近芒廷尼尔发电厂深处的岩石中。尽管这不到全球温室气体排放量的 0.00001%，也少于该工厂自身二氧化碳排放量的 2%，但这项从本周开始的封存行动标志着唯一可行的技术手段的首次商业示范，用于解决燃煤电厂的碳排放问题，全球许多燃煤设施都希望效仿这种方法。
美国电力公司发电执行副总裁尼克·阿金斯表示，煤炭约占美国发电量的 50%，占美国电力公司发电量的 75%。芒廷尼尔电厂可以泵出 1300 兆瓦的电力，使其成为美国最大的燃煤电厂之一，也是二氧化碳排放的主要来源。（全球全球变暖污染物的主要排放国——中国和美国——每年燃烧近 40 亿吨肮脏的黑色煤炭。）
因此，从煤炭公司到环保组织的每个人都认为碳捕获和储存（CCS）对于大幅快速减少温室气体排放至关重要。但是，只有少数技术示范来捕获气体，而且除了使用二氧化碳从地下泵出更多石油之外，很少有人尝试储存它。
为了从烟囱中捕获二氧化碳，芒廷尼尔将采用所谓的冷氨技术，该技术依靠碳酸铵化学物质从废气中提取二氧化碳。（另外两种基本的捕获技术要么在纯氧中燃烧煤炭以产生富含二氧化碳的排放流，要么在煤炭气化过程中虹吸掉产生的二氧化碳。）芒廷尼尔将捕获的二氧化碳压缩至至少每平方英寸 2000 磅，使其液化并将其泵送到地下约 8000 英尺处。在如此深处，液态二氧化碳流过多孔岩层，附着在微小的空间中，随着时间的推移缓慢扩散，并最终与岩石或盐水发生化学反应。“我们不是进入盐穴；我们不是进入地下河。我们正在进入微小的孔洞，”德克萨斯大学奥斯汀分校的地质学家苏珊·霍沃卡解释说，指的是一般的碳捕获和储存。“加起来，它是一个很大的体积。”
事实上，美国能源部估计，美国地下有 3.9 万亿吨二氧化碳的地质空间，足够满足大型工业来源每年排放的 32 亿吨二氧化碳。
芒廷尼尔下方的两个地质构造是罗斯润砂岩和铜岭白云岩，它们位于相对不透水的岩层之下，这些岩层将使二氧化碳保持被困状态。“我们项目的一部分是进行测试，了解它们对二氧化碳的接受程度，”美国电力公司的碳捕获和储存工程经理加里·斯皮茨诺格尔说。
毕竟，俄亥俄州的一项类似努力表明，那里的地层储存的二氧化碳比预期的要少。该公司将通过三个专门钻探的井来监测二氧化碳，此外还有两个井用于首先向下泵送二氧化碳。
捕获和储存二氧化碳的过程可能只是简单的化学和地质学，但它具有巨大的工业成本。美国电力公司仅在芒廷尼尔的捕获技术上就将支付 7300 万美元，并已要求 3.34 亿美元的联邦刺激资金（该公司表示，这占总成本的一半）来扩大项目规模，以便在未来几年内捕获该工厂约 20% 的排放量。
尽管碳捕获和储存的价格昂贵，但芒廷尼尔并非孤例。在美国，公用事业公司正在计划建设数十亿美元的发电厂，这些发电厂将采用碳捕获和储存技术；到 2011 年，阿拉巴马电力公司可能会超过芒廷尼尔，并将其巴里工厂的 15 万吨二氧化碳埋在西特罗内尔油田。在国外，中国有几个部分由澳大利亚资助的测试设施，在冰岛，一个国际研究人员联盟将把二氧化碳泵入地下玄武岩中，在那里它将发生反应形成碳酸盐矿物。
但是，即使二氧化碳永久地锁在岩石中，与煤炭相关的其他环境问题仍然存在。该技术无助于解决煤炭开采的影响，特别是山顶移除，或残留的有毒飞灰等问题。此外，尽管环境保护署已开始制定规则来监管二氧化碳注入井，但仍不清楚谁拥有孔隙空间资源，以及谁在发生事故（例如突然、像间歇泉一样释放气体）时承担责任。
尽管如此，鉴于排放监管迫在眉睫，公用事业公司预计未来几十年内将大规模安装碳捕获和储存技术。“我们的第一个全面部署将在 2015 年左右，到 2025 年，我们将在大型煤炭机组上建设相当大的数量，”斯皮茨诺格尔说。
这意味着一件事：更高的电价。2007 年 5 月，美国能源部估计，使用胺洗涤器捕获 90% 的二氧化碳将使电力成本超过每兆瓦时 114 美元，而没有捕获二氧化碳的成本仅为每兆瓦时 63 美元。对于消费者来说，额外的成本将约为每千瓦时 0.04 美元——对于大气中减少温室气体排放来说，这也许是必要的代价。
这个故事将出现在 2009 年 11 月的印刷版中。