碳捕捉，即carbon capture and storage （CCS）， 含义为将工业生产中的二氧化碳用各种手段捕捉然后储存或者利用的过程。就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩之后，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。

碳捕捉，吸引力在于能够减少燃烧化石燃料产生的有害气体——温室气体。在世界石油会议（WPC）上，能源行业的老总们都热切希望把它当作一个解决气候将变暖的方案。但是，技术瓶颈仍然存在，大规模发展的价格依然昂贵，让项目进行困难重重。

一个经常被谈及的可能性就是碳捕捉和封存（CCS），也就是把二氧化碳深埋于地下。能源公司对这项技术有着很高的期望（见图表）。

但是有两个问题。其一是没人知道这项技术是不是真的那么管用（或者说，是不是深埋的二氧化碳不会泄露）。另外一点便是虽然我们还不知道效果如何，可以肯定的一点是CCS技术很贵--它高昂的成本甚至使替代能源都显得十分具有吸引力。

捕捉：

对二氧化碳的捕捉主要有三种方式：

上述三种方法各有优缺点，可以用于适应不同的情况：

埋藏

二氧化碳的封存一般适合以下地质结构：

在这样的深度，压力会将二氧化碳转换成所谓的“超临界流体”，只有这样状态的二氧化碳才不容易泄露。

关于成本，根据麻省理工大学去年发表的一份报告，捕捉每吨二氧化碳并将其加压处理为超临界流体要花费25美元，将一吨二氧化碳运送至填埋点需要花费5美元。这也就是说，发电厂每向大气中排放一吨二氧化碳就要支付30美元；这一数字接近联合国政府间气候变化专门委员会建议的碳价格的中间值和欧盟现行的碳价格。另外，一份由一家名为Synapse Energy Economics的咨询公司发布的报告提出，美国的能源公司已经开始在内部审计中按每吨3元到61元不等计算碳价。而这一范围的中间值也是30美元。

这样的价格，无论是作为碳税还是在排放权交易的制度中，都将大大改变能源经济。但即使是CCS最乐观的拥护者也质疑这项技术在2020年之前是不是真的能得到大范围推广。而到了那个时候，无论是地球的气候还是政治环境都会大不相同。

位于伊利诺伊州的“未来发电”项目是一次调查CCS在实际发电中效果的认真尝试。但这个项目于一月份宣告取消，原因是预计成本从8亿3000万美元猛增至18亿美元。

必须克服的困难是令人畏缩的，它要求国际合作、创新、巨额投资项目和公众接受。所有这些都要通力配合才能敌过全球变暖的步伐。

首先，在化石燃料和能源生产的过程中捕捉二氧化碳所需的费用是极其昂贵的。

第二，埋藏地点必须经过检验。在那儿，二氧化碳不能泄漏，必须修建包括油轮和管道在内的设施来运输二氧化碳到这些地点。

第三，由于成本原因，还没有各类环保公司有意向在（碳捕捉）CCS技术上进行投资，美国麻省理工学院的一项研究提出碳捕捉（CSS）处理二氧化碳的成本约30美元（19欧元）每吨。这就要求要么提高碳税抵消排放成本，采取碳排放限定及交易许可来取得税金，或者直接采用大量的政府补贴。专家说，面临着市场不断地全球化，一个使二氧化碳排放付出代价的绿色国际协议很有必要。有排放成本才会促使一些企业改进生产，减少污染。

第四，对于在陆地而不是海上存储，公众可能会有反对意见，因为地震或者其他地质事件有可能将巨大的温室气体重新发散到大气中。

作为天然气精炼以及氨、氢工厂工业过程的一部分，在能源生产中分离出了二氧化碳已经基本成功，所以碳捕捉已经完成，下一个目标就是寻找合适的埋藏地点了。

CCS技术不仅可以对气候变化产生作用，还可以实现一定的商业价值。被捕获的碳可以用于石油开采，冶炼厂，甚至汽车业。二氧化碳可以变废为宝，将石油的采收率提高至40-45%。

潜力相当大。英国政府目前正在考虑将捕获的碳储存到北海油田采空石油后留下的空洞中，而且要把北海油田变为一个碳存储基地。

到现在为止，只有三个成功的CCS项目处在进行中。

Weyburn-Midale项目填埋的是北达科他萨斯喀彻温省一座废弃油田的煤炭气化厂产生的二氧化碳。英国石油公司经营的阿尔及利亚萨拉油田项目把从当地生产的天然气中提取的二氧化碳输入地下。挪威大型石油天然气公司国家石油公司也在北海的有两处类似的项目。而这些项目事实上都与发电没有关系。几年之前，这些项目还大受追捧。但现在，追捧者开始紧张了，不敢立刻上马新的项目。

问题很严重。上述的三个“示范工程”每年处理100万吨二氧化碳，但仅美国的发电厂每年二氧化碳排放量就达到15亿吨。这也就意味着仅美国就要找1500个合适的地点建立CCS项目，而且没人知道在美国是不是真的能找到那么多合适的地方。甚至把如此大量的二氧化碳运到处理厂也是一个巨大的工程。

碳捕捉：东北地区和东南海域是理想场所

所谓“碳捕捉”，就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩后，封存到枯竭的油田或其他安全的地下场所。早在上世纪70 年代，欧美能源专家便开始研究该技术。目前，随着新一轮全球气候问题大讨论的展开，“碳捕捉”一下子又成为新能源技术中的大赢家。在美国，奥巴马政府上台后，便把“碳捕捉”列入推荐清洁煤的关键一环，美国能源部计划在未来10年投入4.5亿美元在美国7 个地区进行“捕捉和存储”(英文简称CCS )项目实验。在刚刚结束的八国集团峰会上，欧洲委员会提出将“碳捕捉”技术商业化的战略。到2010年，至少有20个发电厂使用“碳捕捉”技术，到2020年前，欧洲和美国将大力推广该技术，并在2025年前在全球推广。

在中国，“碳捕捉”技术也在尝试之中。路透社5月25日消息称，中国最大的独立发电公司华能集团将于年底在上海启动第二个碳捕捉示范项目，届时，每年将从华能电厂的尾气中“捕捉”二氧化碳10 万吨。

6月18日，英国碳捕捉联盟首席研究员琼·吉宾斯博士(Jon Gibbins)来到上海，参加名为“碳捕捉与全球气候的未来”交流会。交流会上，琼·吉宾斯博士解释道， “捕捉”碳并不复杂，而“拥有丰富油田和天然气田的中国东北，以及中国东海南海区域，均是实施‘碳捕捉’技术的理想场所。”

将二氧化碳“变废为宝”

如果要在一家煤电厂旁边开展“碳捕捉”项目，首先要安装3个主要装置。琼·吉宾斯博士拿最近正在英国东海岸展开的一个“碳捕捉”试点项目举例道：“第一个是用于化学反应的金属片，‘清洗’发电厂排放出的尾气，把二氧化碳‘捕捉’下来;接着是让二氧化碳气体通过一个加热塔，目的是通过蒸汽加热，得到更纯的二氧化碳;最后一步是将气体通过一座压缩塔，得到方便运输的压缩二氧化碳。”

“通常，捕捉一吨碳的成本约60美元。但在中国，我预计成本可能降至40美元/ 吨。” 吉宾斯博士告诉本报记者。煤电在中国电力结构中占极高比例，找到一种更清洁地使用煤炭的技术对中国而言意义重大。

根据联合国政府间气候变化委员会(IPCC)调查，全球大概有9300多亿吨的二氧化碳可以埋藏到油田中，相当于2050年全球累积排放量的45%。据预计，“碳捕捉”技术的应用能够把全球二氧化碳的排放量减少20% 至40%。

除了对气候变化产生积极影响外，“碳捕捉”技术还可以实现一定的商业价值。被捕获的碳可以用于石油开采、冶炼厂，甚至汽车业。在全球范围内，最早成功实现“碳捕捉”试点项目的挪威国家石油公司证实，在油田里灌入二氧化碳，可以使得石油的采收率提高40-45%。

美国能源部发布的一份报告显示，目前美国剩余的石油可采储量为200亿桶，如果采用二氧化碳注入提高可采储量的话，其储量最多可增加至1600亿桶。

尽管“碳捕捉”潜力很大，但也面临一些质疑。最新一期《经济学人》杂志撰文表示，尽管能源公司对“碳捕捉和封存”技术有着很高的期望，但有两个问题尚未解决：一是价格昂贵;二是没有人知道这项技术是不是真的那么管用。或者说，深埋的二氧化碳会不会泄漏。“碳捕捉和封存的成本非常非常高。”中国华能集团公司科技部长蒋敏华表示，公司将于今年年底在上海启动第二个碳捕捉示范项目，每年捕捉10万吨二氧化碳，然而高昂的成本在一定程度上阻碍了项目进程。

蒋敏华说，按目前的技术计算，碳捕捉成本约在200元人民币/ 吨，而实际处理加工至进行商业应用的程度，每吨还需增加150元投入。

据记者了解，目前二氧化碳的封存技术分为“地质封存”和“海洋封存”两种。适合封存二氧化碳的地质结构包括油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等。据IPCC研究表明，二氧化碳性质稳定，若地质封存点经过谨慎选择、设计与管理，注入其中的二氧化碳99%可封存上千年。

按照欧盟的规划，德国将建设2个CCS示范工程，荷兰有3个，英国有4个。德国，荷兰，英国，西班牙和波兰将分别获得约2.45亿美元的投资。除此以外，意大利将获得1.35亿美元，法国将获得6700万美元用于二氧化碳运输基础设施建设。

刚刚结束的八国集团峰会上，各国领导人继续就能源和气候问题达成共识。欧洲希望在2010年至少有20个发电厂使用CCS技术，并实现规模化和商业化。到2015年，欧洲至少要建立10个大型示范工程。那么到2020年，CCS技术就可以在全球范围内实现广泛的商业应用。要实现这个目标，这些发达国家需要在今后10多年内投入200亿美元。

“后哥本哈根”时代

二氧化碳排放量位居全球首位，煤炭消耗占能源消费70%……面对“后哥本哈根”时代，中国将如何应对？在4月8日举行的“2010年绿色畅想：能源、教育、环境倡议”国际论坛上，中美两国科学家再次呼吁应重视“碳捕捉和储存”，把二氧化碳收集并注入地下，让它从哪里来到哪里去。

此次论坛由南京邮电大学与美国纽约理工学院共同发起。论坛上，江苏省生态学会秘书长阮宏华教授认为，“我们现在面临的不仅仅是金融、经济危机，还有环境和生态危机。若说金融和经济危机带来的是财政上的损失，环境和生态危机带来的则是生命的损失。”而目前面临最严峻的环境问题之一就是全球变暖，造成这一现状的罪魁祸首，就是过量排放的二氧化碳。

新兴能源

太阳能光伏、风电、生物质能源的出现，为人类摆脱化石能源依赖带来曙光，但是美国环境保护局可持续化技术部门主席赫里贝托·卡比萨斯为此敲响警钟，他认为即便是美国这个世界首屈一指的发达国家，到2035年也无法做到完全或大部分利用新能源取代煤发电，对于其他国家而言难度就更大。

面对这样的矛盾，美国创新采煤方案咨询机构顾问阿伦·维克利提出，在现有煤发电厂加装碳捕捉装置，对碳进行捕捉和储存可以成为一种控制二氧化碳排放的有效手段。所谓碳捕捉与储存，一般指的是将化石燃料燃烧所产生的二氧化碳捕获，然后将其泵入海底、沙漠或陆地下面进行封存。

阿伦·维克利表示，煤燃烧中排放的二氧化碳有90%能进行捕获，如果将其捕获后存入地下，就能够大大降低二氧化碳的排放量，从而减缓全球变暖。

据了解，欧盟已为碳捕捉和储存项目注入10多亿欧元启动资金，还将通过碳交易体系再筹措45亿欧元后续资金；欧盟还要求，2020年之后以煤为燃料的新建电厂都应具备碳捕捉技术。而美国也将在未来10年投入4.5亿美元在美国7个地区进行碳捕捉和储存项目试验。目前，这项技术在我国也已经起步，但还远远不够，目前仅有华能集团投资建设了2个碳捕捉示范装置。

专家建议

专家们认为，我国地质构造丰富，具备注入潜力的地层可储存二氧化碳14540亿吨，能够满足未来数百年二氧化碳地质储存的需要，必须加大这方面的研究与应用力度。而被注入地下的二氧化碳并非再次沉睡，而是发挥新的作用。利用二氧化碳驱油技术，不仅可以大大提高石油采收率，而且将二氧化碳置换原油而长期储存于油岩中，还实现了真正意义上的规模减排。目前，我国“973计划”项目“温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存”已进入工程示范阶段，在吉林油田已埋存8万吨二氧化碳，实现了石油的绿色开发，取得了经济效益和环境效益的双赢。

据英国《每日邮报》报道，一家英国公司最近成功“从空气中提取了汽油”，这项具有开拓性的科学突破则有望终止人类对日益减少的化石燃料的依赖。

位于英国蒂斯河畔斯托克顿(Stockton-on-Tees)市的航空燃料合成公司（Air Fuel Synthesis）称，自今年8月份以来，他们便开始利用一家小型精炼厂以提取汽油。该项目可从二氧化碳和水蒸气中合成燃料，而如今他们已经成功研制出5公升的汽油。

目前，众多专家均称此项目是一项难以置信的突破，并且在人类长期以来与气候变迁以及日益加剧的全球能源危机的斗争中有望成为“游戏规则的改变者”。

虽然航空燃料公司仍在推进其研究项目并仍需要使用国家电力系统，但该公司相信最终他们会从这些可再生资源中使合成物产生整体性的效果。

另外，该公司还希望在未来两年内建立一家日产量能达到1吨的具有商业规模的工厂，同时也希望扩大其在环保航空燃料方面的影响，进而使航空飞行更加环保。

据悉，该技术首先使氢氧化钠与空气混合，接着电解混合得到的碳酸钠并释放出纯二氧化碳。而释放出的纯二氧化碳与水中的氢电解质相互反应后便会得到烃混合物。当然，根据人们对燃料类型的需求不同，研究人员还可变换反应条件，以得到不同成分比例的混合物。

其所生产出的燃料可供任何型号的汽油使用，只要现场在燃料中加入与之匹配的添加剂即可。

同时，该燃料还可直接与汽油、柴油以及航空燃料相合成。

航空燃料合成公司CEO彼特-哈里逊（Peter Harrison）上周将该科学突破公布在于伦敦举办的机械工程师协会（Institution of Mechanical Engineers）大会上。在接受记者采访时，他说道：“我们正在将可再生电能转换成一项更具通用性、可用性以及存储性的能源，比如液体交通燃料。我们认为，截至2014年时，如果能得到资金支持使项目继续的话，我们就能利用可再生能源生产出汽油并使之商业化。”

据了解，从空气中提取汽油对新兴绿色经济来说简直就是“圣杯”，它可有效地从大气中消除主要的工业温室气体。

然而，将提取出的二氧化碳循环再生出可用于现有引擎的燃料，则有望改变世界的环境和经济格局。

但是目前，该项目还相当昂贵，光是提取1吨二氧化碳便要花费400英镑。