碳捕获与封存（CCS）是减缓全球变暖、减少碳排放的关键方法。该过程包括三个步骤：捕获发电或钢铁、水泥制造等工业过程中排放的二氧化碳；运输捕获的二氧化碳；以及将其安全地封存在地下。
CCS 如何发挥作用？
CCS过程涉及三个关键步骤：
- 二氧化碳捕获： 二氧化碳 (CO2) 与工业运营中产生的其他气体（如煤炭、天然气发电厂、钢铁厂或水泥厂产生的气体）分离。
- 运输： 捕获的二氧化碳被压缩并通过管道、公路运输或船舶输送到指定的储存地点。
- 存储： 随后，二氧化碳被注入地下深处的岩层中，进行长期、安全的储存。
另请参阅：什么是碳封存？
CCS 如何有助于应对全球变暖？
为了实现《巴黎协定》将全球气温升幅控制在1.5摄氏度（2.7华氏度）以内的目标，政府间气候变化专门委员会（IPCC）强调，不仅需要加大减排力度，还需要采用从大气中捕获碳的技术。碳捕获与封存（CCS）就是这些技术之一，可以在应对全球变暖方面发挥重要作用。
CCS 中的碳排放存储在哪里？
碳排放可以储存在各种地方，常见的储存地点是盐水含水层或枯竭的油气储层，通常位于地下 0.62 英里（1 公里）或更深处。
例如，在英国拟建的零碳亨伯河项目（Zero Carbon Humber project）中，碳排放将被储存在位于北海南部、海床下约 1 英里（1.6 公里）处的名为 Endurance 的咸水层中，该含水层提供了巨大的储存容量。
同样，美国拥有多个大型碳储存场，例如阿拉巴马州的 Citronelle 项目，该项目将碳注入到大约 1.8 英里（2.9 公里）深的盐水储层中。
碳捕获如何工作？
这一过程通过重新利用碳排放或将其储存在地下，例如废弃的油气储层、矿山或盐水层等透水岩石，来防止碳排放进入大气。
这一过程利用各种方法来减少二氧化碳排放，包括将大气中的碳转化为生物质的自然生态系统，特别是通过植树造林。它还涉及：
1. 燃烧后捕集：该技术主要针对燃煤或天然气发电厂烟囱排放的烟气，以及生产混凝土和钢铁等材料的工业场所的烟气。它涉及收集来自各种来源的排放物，包括中西部地区的乙醇工厂。燃烧后捕集技术利用胺类等化学物质高效地从烟气中回收二氧化碳。胺类在低温下与二氧化碳结合，加热后释放二氧化碳，从而得到几乎纯净的二氧化碳。
2. 直接空气捕集：通常被视为一种大型空气过滤器，由于其能够吸收大量的二氧化碳，因此不可否认成本高昂且能耗巨大。尽管《基础设施投资和就业法案》已拨款用于测试地点，但成本和能源消耗方面仍然存在诸多限制。碳捕集在针对高浓度二氧化碳排放源（例如乙醇生产或水泥制造的排放）时效率最高。
3. 运输和储存：捕获的二氧化碳被加压成液态，然后通过管道输送到利用或储存地点。管道项目试图将二氧化碳从美国中西部的乙醇工厂输送到北达科他州和伊利诺伊州。然而，人们对管道安全和管理的担忧依然存在。
4. 利用与封存：二氧化碳具有多种商业用途，例如用于饮料碳酸化和通过将其注入老旧油井来提高原油开采效率。然而，环保人士对利用封存的碳来开采更多化石燃料的技术持怀疑态度，因为这可能会增加碳排放。
另一种方法是将二氧化碳储存在地下，以防止其释放到大气中。这需要将二氧化碳注入地下深处的合适岩层中，利用砂岩或石灰岩等多孔渗透性岩层，并在其上方覆盖一层致密岩层，以防止二氧化碳渗回地表，从而确保长期储存。
另外，还可以了解一下碳捕获的优势和劣势。
碳捕获和储存（CCS）与碳捕获、利用和储存（CCUS）有何不同？
除了碳捕获与封存（CCS）之外，还有一个相关的概念叫做碳捕获、利用与封存（CCUS）。与CCS不同，CCUS不仅关注碳封存，还探索将捕获的碳重新用于工业应用的潜力，例如生产塑料、混凝土或生物燃料。
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