碳捕获与封存，助力巴黎协定的关键技术
还记得《巴黎协议》设定的2个温度吗？2.0℃和1.5℃。1.5℃阈值是在 2015 年《巴黎协定》中设定的 ，该协定建立了一个框架，旨在到本世纪末将全球变暖限制在比工业化前水平高出 1.5℃以下或“远低于 2℃”的水平。2024年，欧盟的哥白尼气候变化服务确认，全球气温已经连续12个月超过了1.5℃的临界点。
气候变化是人类面临的最严峻挑战之一。碳捕获与储存（CCS）技术被认为是应对气候变化的重要手段。CCS技术包括三个主要步骤：捕获、运输和储存。捕获阶段涉及从工业排放源中提取二氧化碳；运输阶段则通过管道或船舶将二氧化碳运送至储存地点；储存阶段则将二氧化碳注入地下地质构造中。
目前CCS技术在实验室和小规模试验中已取得一定进展，但大规模商业化应用仍面临挑战。CCS技术的高成本是其大规模部署的主要障碍之一，CCS技术需要大量的基础设施投资，包括捕获设备、运输管道和储存设施。需要政府和企业的共同努力来降低成本。有效的政策和法规是推动CCS技术发展的关键。
一、什么是碳捕获与封存？
碳捕获与封存（Carbon Capture and Storage，CCS）是一项旨在减缓气候变化的技术。它通过捕获工业生产过程中产生的二氧化碳，将其压缩并输送到地质结构中进行长期封存，从而减少温室气体排放，缓解全球变暖。
- 捕获： 利用不同的技术从工业排放源中分离出二氧化碳。
- 运输： 将捕获的二氧化碳压缩成液态，通过管道或船舶运输到储存地点。
- 封存： 将液态二氧化碳注入地下深处的岩层或油气井中，使其长期封存。
碳捕获与封存技术作为一种重要的减排手段，在应对气候变化中具有巨大的潜力。然而，要实现大规模的CCS部署，还需要克服技术、经济和社会等方面的诸多挑战。
二、CCS技术的主要步骤有哪些？每个步骤的关键挑战是什么？
碳捕获与储存（CCS）技术主要包括三个步骤：捕获、运输和储存。每个步骤都有其独特的挑战。
1. 捕获
- 技术复杂性：捕获二氧化碳需要高效的技术，目前主要有预燃烧捕获、后燃烧捕获和氧燃烧捕获三种方法。每种方法都有其技术复杂性和适用范围。
- 能源消耗：捕获过程需要大量能源，这可能会增加整体碳足迹。
- 成本高昂：捕获设备和运行成本较高，需要大量投资。
2. 运输
- 基础设施建设：需要建设专门的管道或使用船舶运输二氧化碳，这需要大量的基础设施投资。
- 安全性：运输过程中需要确保二氧化碳不泄漏，避免对环境和人类健康造成危害。
- 法规和政策：不同地区的法规和政策可能会影响二氧化碳的跨境运输。
3. 储存
- 地质条件：储存二氧化碳需要合适的地质构造，如枯竭的油气田或深层盐水层。这些地质条件并非在所有地区都存在。
- 泄漏风险：储存过程中存在二氧化碳泄漏的风险，需要进行严格的监测和管理。
- 长期稳定性：需要确保二氧化碳在地下长期稳定储存，不会对环境造成影响。
每个步骤的挑战都需要通过技术创新、政策支持和公众接受度的提高来克服。
三、CCS技术与传统的减排方式相比，有哪些优势和不足？
碳捕获与封存（CCS）技术作为一种新型的减排手段，与传统的减排方式相比，既有独特的优势，也存在一定的不足。
1、CCS技术的优势
- 直接减排： CCS技术可以直接从排放源或大气中捕获并封存二氧化碳，从而实现直接减排，对于那些难以通过其他方式大幅减排的行业（如钢铁、水泥）尤为适用。
- 负排放潜力： 通过直接从大气中捕获二氧化碳，CCS技术可以实现负排放，即从大气中去除更多的碳，从而抵消历史累积的排放。
- 灵活适用性： CCS技术可以适用于多种工业过程和能源系统，具有较强的灵活性和适应性。
- 促进化石能源的清洁利用： CCS技术可以将化石燃料的燃烧与碳捕获相结合，从而实现化石能源的清洁利用，延长其使用寿命。
2、CCS技术的不足
- 成本高昂： CCS技术的全流程涉及捕获、运输、封存等多个环节，每个环节都需要大量的资金投入，导致整体成本较高。
- 能源消耗大： CCS技术本身会消耗大量的能源，尤其是对于直接空气捕获而言。
- 技术不成熟： 部分CCS技术，如直接空气捕获，仍处于研发阶段，技术成熟度不高，存在一定的风险。
- 公众接受度低： 由于对CCS技术的安全性、长期影响等方面存在担忧，公众的接受度相对较低。
- 碳泄漏风险： 封存的二氧化碳可能发生泄漏，导致碳排放的增加。
CCS技术作为一种补充性的减排手段，可以为实现碳中和目标提供重要的技术支持。然而，要实现大规模的CCS部署，还需要克服技术、经济和社会等方面的诸多挑战。在未来的发展中，需要加强对CCS技术的研发投入，降低成本，提高公众接受度，并与其他减排措施相结合，共同应对气候变化。
四、思考
如何进一步提高CCS技术的捕获效率和降低能耗？如何开发新型、高效的吸附剂或溶剂，以降低捕获成本？如何优化二氧化碳的压缩和运输过程，减少能量损失？如何确保封存的二氧化碳长期稳定，避免泄漏？
直接空气捕获技术（DAC）在中国的应用前景如何？如何解决其高成本问题？生物能源与碳捕获与封存（BECCS）技术是否能在中国大规模推广？其技术路径和经济可行性如何？是否有其他新型碳捕获技术值得探索，如膜分离技术、电化学技术等？
这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~
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