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【科技創(chuàng)新世界潮】

◎?qū)嵙曈浾?張佳欣

能源是一把雙刃劍。它改善了人們的生活，支撐了大規(guī)模經(jīng)濟增長。但由于約80%的能源來自碳氫化合物燃料的燃燒，這也導致大氣中二氧化碳含量的增加。

但是，如果可以顛覆能源與排放的關(guān)系，情況會如何？重要的是，需要一種既能發(fā)電又能從大氣中去除二氧化碳的技術(shù)。好消息是，這項技術(shù)已經(jīng)存在。

新西蘭政府公布首個減排計劃，提出在未來4年內(nèi)撥出29億新西蘭元（約合人民幣123.38億元）資助農(nóng)業(yè)、建筑、能源、交通等領(lǐng)域的一系列減排項目。

澳大利亞《對話》雜志近日刊文稱，新西蘭正處于“脫碳”的絕佳位置。作者認為，隨著新西蘭二氧化碳價格創(chuàng)下每噸80新西蘭元（約344元人民幣）的歷史新高，以及海外公司宣布將投入數(shù)十億美元的資金購買碳補償，新西蘭可以通過跨行業(yè)合作成為世界脫碳的“帶頭人”。

BECCS是實現(xiàn)碳中和目標的技術(shù)方向之一

文章作者研究了如何利用林業(yè)廢物燃燒發(fā)電，同時捕獲碳排放并將其封存到地熱田中。

人造碳匯是一種工程系統(tǒng)，可以永久地從大氣中去除二氧化碳。典型的技術(shù)之一是生物能源與碳捕獲和儲存（BECCS），即通過將燃燒的有機物質(zhì)，如樹木、生物垃圾等產(chǎn)生的二氧化碳注入地下深處永久儲存來實現(xiàn)減排。一個額外的好處是，其燃燒過程中釋放的能量可以用作碳氫化合物能源的替代品。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的最新報告中表示，要將全球變暖幅度控制在1.5攝氏度以內(nèi)，緩解途徑必須包括BECCS技術(shù)。然而，這項技術(shù)仍然是一項新技術(shù)，目前世界上只有幾家工廠在大規(guī)模運營。

成本是一大障礙。新的項目需要昂貴的管道來運輸二氧化碳，并需要深度注水井將其儲存在地下。由于二氧化碳比水更有浮力，人們也擔心儲存在地下的任何氣體隨著時間的推移可能會泄漏出來。

這就是地熱田可以派上用場的地方。地熱在新西蘭是一種可靠的能源，提供了該國近20%的電力。新西蘭使用深井來開采地下的熱水水庫，然后熱水通過管道網(wǎng)絡(luò)到達產(chǎn)生電力的蒸汽渦輪機。之后，水被抽回地下，這就防止了水庫的“干涸”。

生物能源和地熱能結(jié)合在一起可以產(chǎn)生比單獨的地熱能更多的電力。新西蘭的地熱系統(tǒng)已經(jīng)具備了成功的BECCS項目所需的基礎(chǔ)設(shè)施：管道、注水井和渦輪機?，F(xiàn)在，需要做的是弄清楚如何將這兩項可再生技術(shù)結(jié)合起來。

當“用樹發(fā)電”的BECCS遇上地熱田

《對話》雜志文章建議，通過燃燒林業(yè)廢物，可以將地熱水增壓到更高的溫度，從而產(chǎn)生更多的可再生能源。然后，生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的二氧化碳可以被溶解到地熱水中，再被注入到地下。

冰島和法國的經(jīng)驗表明，在地熱水中溶解二氧化碳比直接注入二氧化碳要好。液態(tài)二氧化碳的壓縮價格昂貴，而新技術(shù)降低了新基礎(chǔ)設(shè)施的成本，并意味著為正常的地熱系統(tǒng)工程而建造的回注井（將流體置于地下的系統(tǒng)）可以被繼續(xù)使用。

與密度低于水且容易上升的純二氧化碳不同，重新注入的碳化水會下沉。只要生產(chǎn)并重新注入等量的地熱水，二氧化碳就會安全地溶解，在那里它將慢慢變成石頭并永久被“困住”。

初步模型顯示，地熱BECCS可能會產(chǎn)生負排放，每千瓦時約為-200至-700克二氧化碳。與天然氣發(fā)電廠每千瓦時約400克的正排放相比，這是能源與排放的“戲劇性逆轉(zhuǎn)”。

預計一個160兆瓦的地熱BECCS系統(tǒng)每年可以鎖定100萬噸二氧化碳，相當于減少20萬輛汽車上路。這些可以通過碳排放交易計劃進行交易，為農(nóng)業(yè)或水泥等脫碳進展緩慢的行業(yè)爭取寶貴的時間，使其降至凈零排放。

此外，新西蘭的大部分地熱田都位于大片森林附近。據(jù)估計，每年的林業(yè)廢棄物產(chǎn)生量約為300萬立方米。作者表示，與其讓它們腐爛，不如將其轉(zhuǎn)化為地熱BECCS和脫碳的寶貴資源。

地熱BECCS的成功將開啟新西蘭地熱發(fā)電機、制造商和林業(yè)部門之間的新伙伴關(guān)系。林業(yè)所有者可以幫助將木材廢料轉(zhuǎn)化為寶貴的資源并降低門檻成本。最重要的是，地熱運營商可以利用其龐大的回注井永久鎖定大氣中的碳。

隨著新西蘭政府收緊排放預算并在氣候緊急響應(yīng)基金中加大投資，現(xiàn)在正是讓地熱BECCS成為減排好“幫手”的最佳時機。