编者按：以下文章经许可转载自对话，这是一个报道最新研究的在线出版物。
作者：迈克尔·帕克，《对话》环境与能源编辑
“碳捕获和储存”这个术语似乎只有在紧随其后的是“尚未商业化”或“正在开发中”时才会出现。但现在，世界上首个商业二氧化碳矿化工厂已经破土动工，该工厂将把温室气体二氧化碳转化为小苏打。
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Skyonic 自 2004 年以来一直在开发其拥有专利支持的碳捕获工艺。其原理是将包括二氧化碳在内的气态废品转化为可销售的有价值的工业化学品。这项名为 Skymine 的技术是一个独立的单元，大约相当于一辆铰接式卡车的大小，安装在发电站或钢铁厂或石化工厂等工业设施中。首个商业 Skymine 工厂于本周在得克萨斯州圣安东尼奥的 Capital Aggregates 水泥厂旁开始建设。该工厂将于 2014 年竣工，届时将捕获约 83,000 吨直接二氧化碳排放，并生产约 160,000 吨碳酸氢盐，总共减少 300,000 吨排放。
该工艺的动力来自利用工业烟囱废气中的热量来发电。首先，从废气中洗涤掉二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和汞等重金属。后者被储存起来，二氧化碳进入吸收室，在那里用氢氧化钠（苛性钠）处理，氢氧化钠由盐（氯化钠或 NaCl）和水 (H2O) 制成。发生的化学反应是
CO2 + H2O + NaCl —> NaHCO3 + H2 + Cl2
换句话说，二氧化碳、水和盐反应生成碳酸氢钠（小苏打）、氢气和氯气。氢气和氯气本身具有商业用途，或者两者都可以很容易地溶解在水中以产生盐酸 (HCl)，一种重要的工业溶剂。即使是有毒的提取汞也具有价值。“几公斤固态的氧化汞远比将其作为气溶胶广泛散布在空气中要好得多，”Skyonic 首席执行官兼创始人乔·琼斯说。“我们将把它卖给其他人，他们将开采它以获取稀土矿物，如钇、铌、钒，其中许多每微克都价值连城。”
这些产品以及用于制造这些产品的产品的市场是巨大的。“仅在北美，用于造纸、水泥或精细粉笔的碳酸盐、肥皂、石灰石产品的市场价值就达 75 亿美元，”琼斯说。“即使只有大约一半是有利可图的，我们也能够将碳封存过程的价格降至每吨约 20 美元。市场将以社会最低的成本实现最大的封存。”
对 Skyonic 有利的还有法规，这些法规已经要求污染者洗涤掉导致酸雨的硫和氮氧化物。琼斯说，他的工艺可以比目前价值数亿美元的商业洗涤器更便宜地完成这项工作，并且每年的维护费用也节省数百万美元。即使是小苏打、石灰和酸性产品，也可以通过 Skymine 从二氧化碳流中更便宜地生产出来，而不是通过传统方法。最近颁布的关于发电站排放的新、更严格的 EPA 法规也可能推动对他的技术的兴趣——BP、康菲石油公司、Luminant 和 Cenovus 等能源公司已经为 Skyonic 提供了 1.28 亿美元的资金支持。
问题是，这种小苏打工艺能拯救地球免受失控的气候变化吗？本身是化学家的琼斯很现实。“Skymine 本身无法拯救世界，因为仅钠基产品市场只能支持全球 200-250 家工厂，”他说。但第二种设计，代号为 Skycycle，将生产钙基产品，如粉笔和石灰石，或许可以做到。
“仅在这个县就有超过 千万亿 吨石灰石，其中包含的二氧化碳比所有化石燃料在所有时间产生或可能产生的二氧化碳还要多，”琼斯说。“将二氧化碳作为固体处理已经被证明在非常长期的地质时期内是有效的。”
尽管化学原理很简单，但这却是首次尝试以商业上可行且碳负排放的方式矿化碳。被视为更主流的方法是捕获二氧化碳，以气态形式运输并注入地下地质构造中。英国有很多这样的构造，英国地质调查局高级地球科学家米歇尔·本瑟姆说。“我们有很多合适的近海构造，以及许多油气田，气体和石油以与二氧化碳相同的方式在那里聚集。”
所谓的储层岩石（如砂岩）充满了微米大小的微孔，二氧化碳被强行注入其中，最终与岩石结合。虽然每个阶段（洗涤、捕获、运输和注入）所需的技术都已成熟，但商业计划一直受到经济而非技术问题的阻碍。
“在我们真正做到之前，仍然存在一些未解答的问题，但我毫不怀疑二氧化碳可以以这种方式储存，”本瑟姆说。一家挪威钻探公司自 1990 年代以来一直在进行 类似的过程——从开采的石油和天然气中剥离二氧化碳，然后每年将数百万吨二氧化碳注入北海下方。
碳捕获和储存协会（一个行业协会）的政策和传播经理朱迪思·夏皮罗表示，Skyonic 项目很有前景，并表明有不同的方法可以进行碳捕获。“但我想说，气候变化的规模和挑战如此之大，以至于矿化过程不太可能足够，”她说。
为了比较，仅美国在 2008 年就产生了 550 万吨二氧化碳，而 Skymine 估计将去除 83,000 吨二氧化碳。“就我们拥有的时间和我们产生的量而言，不可能矿化如此大量的二氧化碳。”
本文最初发表于 The Conversation。阅读原文。