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科学家探索二氧化碳封存新模式

发表时间:2017-02-24    来源:中国科技报

资料图

    科学家希望玄武岩能够储藏及永久矿化大量的气体。在玄武岩中,溶解的二氧化碳能够与钙和镁发生化学反应,并在数十年中形成石灰岩。

  8月初,科学家将把1000吨纯二氧化碳泵入美国西北部深埋于地下的多孔岩石中。他们的目标是为人类活动产生的二氧化碳寻找一个永远的家。

  7月17日,美国能源部西北太平洋国家实验室(PNNL)的研究人员开始为瓦卢拉镇附近的哥伦比亚河玄武岩地层进行注射。大约1600万年前,这些岩石开始出现孔隙,当时岩浆曾流经现在的哥伦比亚河流域。当岩浆开始冷却时,二氧化碳气泡便向其边缘移动,于是形成了夹在实体岩石之间的多层小孔。

  当向地下泵送这些温室气体时,“我们实际将二氧化碳归还回了它们原本的家。”该试验的领导者、PNNL环境工程师Pete McGrail说。该试验也是一个更大的能源部门碳隔离项目的一部分。

  瓦卢拉工程是第二个将目标锁定为玄武岩构造的试验,科学家希望这些岩石能够储藏及永久矿化大量的气体。在玄武岩中,溶解的二氧化碳能够与钙和镁发生化学反应,并在数十年中形成石灰岩。

  将二氧化碳封存之后,被实体岩石覆盖的多孔玄武岩层,能够阻止气体泄漏。这将能够消除对于封存气体泄漏的担忧。一般而言,利用砂岩储集层等作为封存地点的其他二氧化碳深埋计划都被泄漏问题所困扰。

  研究人员称,玄武岩反应是自然风化过程的一部分,在整个地质时期内,它有助于调节大气中的二氧化碳水平。科学家已经在实验室分析了相关矿化作用,目前只是在实地进行测试。

  另外,研究人员还在进行另一个玄武岩工程。该项目位于冰岛,由美国和欧洲科学家,以及雷克雅未克能源公司联合进行,去年已经进行了首次二氧化碳注射,今年还将进行另一轮注射。

  效力于冰岛工程的美国哥伦比亚大学拉蒙—多哈堤地球观测站地球化学家Juerg Matter表示,早期结果看起来很有希望。“矿化反应很可能要比我们预想的更快。”对瓦卢拉工程也有贡献的Matter说,假定玄武岩适用于此,“降低了泄漏的风险,你就能很容易地离开贮藏库”。

  在瓦卢拉,研究人员已经对注射部位附近二氧化碳泄漏到土壤和地下水的标记进行了监视。一旦注射完成,他们将开始从注射井提取样本,以检测水化学结果、追踪碳同位素变化,以及检查反应的其他证据。McGrail指出,实验室测试和计算机模拟结果显示,一般而言大约20%的二氧化碳将在10~15年中被矿化。

  但是该试点项目将在一个较短的时间尺度上操作。注射结束14个月后,该研究小组计划钻凿另一个注射井,并提取岩芯进行结果评估。McGrail表示:“在那个阶段,我们希望能够得到一些碳化的岩石。”

编辑:edenglei    

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