用冰島的岩石封存瑞士的二氧化碳
從污染行業中分離二氧化碳(CO2)並將其深埋地下的措施在全球引起了極大的關注。 瑞士也在琢磨如何處理相當棘手的二氧化碳排放問題。研究人員說，瑞士在冰島的一個試點計畫前景看好。但這種昂貴且複雜的方法是否值得一試呢？
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想像一下，在二氧化碳進入大氣層之前將其從工業排放中捕獲，然後把它變成石頭永遠封存。瑞士科學家在一個試點計畫中驗證了這個想法，也是正在進行的碳捕集與封存(CCS)計畫的一部分。這些計畫利用技術從污水處理廠或煉鋼廠的製程分離二氧化碳，並將其封存在地下深處，幫助瑞士實現2050年溫室氣體淨零排放的目標。
捕集的二氧化碳並非封存在瑞士，而是封存在冰島的地質碳庫中。蘇黎世聯邦理工學院(ETH)機械與工藝工程教授馬可·馬佐蒂(Marco Mazzotti)是該計畫的協調人，他自豪地表示，這個試點計畫背後的團隊近期宣布，這種方法在技術上行得通，並已引起了廣泛的關注。
他接受瑞士資訊swissinfo.ch採訪時表示：「我們封存的二氧化碳量對氣候的影響微乎其微。但關鍵是我們做到了，我們解決了一連串實際問題，也組成了一個強大的聯盟，這本身就是 一個巨大的進步。」所謂聯盟，他指的是參與計畫的23所大學、研究機構和公司。
在DemoUpCARMA計畫正在進行的試驗中，二氧化碳在伯恩的主要廢棄物處理廠被捕獲和液化。接著，這些液態二氧化碳被裝入20噸的儲罐，先是用卡車運往德國，再換火車前往荷蘭，經由海路運往冰島。到了冰島首都雷克雅維克後，由卡車運往冰島西部某個地點。這樣一趟上下共2’400公里的陸海空聯運大概要花五週。雖然長途運輸過程複雜且會產生額外的排放，但專案團隊經過計算，確信在更大範圍內實施這種做法利大於弊。
截至目前，瑞士已向冰島運送了約100噸二氧化碳，冰島擁有分佈廣泛的玄武岩層，因而被認為是理想的地下封存地。玄武岩是熔岩冷卻後形成的深灰色多孔岩石，富含鈣、鎂和鐵元素。
碳酸二氧化碳、海水和玄武岩
在赫爾古維克(Helguvík)沿海地區，來自瑞士的二氧化碳首先與附近一口井裡的海水混合。然後，當地一家公司將這種發泡液體泵入地下300-400公尺處，在那裡與玄武岩結合，預計幾年內就會形成石灰石。二氧化碳將以這種固體形式永久封存起來。該計畫將繼續進行更多的二氧化碳運輸和注入測試，直到2024年秋季計畫結束，期間將加強科學監測。
長期以來，碳捕集與封存一直被視為技術複雜、成本高昂、效益較低的解決方案，但現在，政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)和國際能源總署(IEA)都認為碳捕集與 封存具有必要性，可以抵消不可避免的溫室氣體排放。根據全球二氧化碳捕集與封存研究所(Global CCS Institute)的數據，全球有超過390個二氧化碳捕集與封存計畫正在運作或開發中。
除了大量使用再生能源和節能措施外，瑞士政府也表示，要在2050年之前實現碳中和，必須從廢棄物處理廠、農業以及水泥等產業減少1,200萬噸難以處理的二氧化碳排放。到2030年，預計可永久封存約50萬噸二氧化碳，到2050年這個數字可望達到700萬噸。
然而，碳捕集與封存計畫也招致了一些環保組織的批評，部分原因是成本高且基礎建設需求大。世界自然基金會(WWF)警告說，碳捕集與封存「在大規模應用上仍未得到驗證，不是解決歐洲工業排放問題的萬全之策」。
瑞士綠色和平組織的能源和氣候專家內森·索洛圖爾曼(Nathan Solothurnmann)說，瑞士在開發此類大型計畫之前，應先防止二氧化碳排放。為此，瑞士可以改進廢物回收方法，用其他建築材料取代傳統混凝土，並減少牲畜飼養量。
他告訴瑞士資訊：「這些措施將有助於消除相當一部分‘不可避免的’氣候排放。」
二氧化碳封存面臨的基礎建設與運輸挑戰
冰島計畫背後的瑞士團隊對其環保效益深信不疑。他們表示，雖然在將二氧化碳運往冰島的過程中，供應鏈上會產生額外的二氧化碳排放，但從大氣中清除的二氧化碳仍遠多於排放的二氧化碳。根據瑞士團隊的計算，每封存100公斤二氧化碳，會因為卡車、火車、船舶等運輸過程產生20公斤的二氧化碳排放。
據報導，採用DemoUpCarma模式捕集、運輸及封存二氧化碳的成本約為每噸300瑞郎(約合美金328.17元)。未來，透過採用更有效率的一體化封存系統、建立成熟的監管框架，以及在運輸管理上累積更多經驗，成本可望進一步降低。
馬佐蒂團隊最頭痛的問題之一是解決監管和法律方面的問題。其中一個問題是，許多有興趣的利害關係人正在觀望，觀察碳捕集與封存技術、法規和市場如何發展，然後再決定是否要投資。
共同資助冰島計畫的聯邦環境局(FOEN)也承認了這一點。聯邦環境局專案經理索菲·溫格(Sophie Wenger) 在接受瑞士德語電視台採訪時說：「只有當運輸基礎設施建成後，排放者才願意捕集二氧化碳。但只有當有客戶想要捕集並出售二氧化碳時，才會發展運輸和儲存設施。」
在北美，碳捕集與封存已初步站穩腳步。在歐洲，關於未來如何捕集、封存、運輸和利用二氧化碳的設想正在快速落地。北海地區的幾個計畫希望證明跨國合作方案的可行性。其中包括去年啟動的Greensand項目，該項目正在把比利時產生的二氧化碳注入丹麥北海下的枯竭油田。
歐盟最近發布了《工業碳管理戰略》和一份研究報告，這份報告討論了在歐洲發展二氧化碳基礎設施和管道的計畫，目的是取代現有的卡車和火車運輸方式。瑞士未被納入這些計畫，馬佐蒂對此感到失望。
他表示：「看到管道繞過瑞士真讓人心痛，因為我們在這方面沒有進行有效的合作。我們無法獨立完成這些任務。瑞士需要和歐洲其他國家攜手合作。」
在瑞士地下封存二氧化碳？
瑞士政府也正在推動本地的二氧化碳捕集與封存計畫，然而進展較為緩慢。政府已將瑞士北部一個放射性廢棄物深層封存庫預留為可能的試驗注入點-國家放射性廢棄物處理合作社(NAGRA)已不再使用此處設施。
首輪試驗可能於2030年啟動。但整體而言，瑞士封存二氧化碳的潛力並不大。 雖然一項國家級地下勘探計畫正在進一步評估封存計畫的可行性，但瑞士聯邦能源總署承認，封存設施在15-20年內都無法投入使用。
在2030年之前的初期階段，瑞士政府計畫在海外推行二氧化碳封存方案。在監管層面，政府已經在做準備工作。2009年《倫敦議定書》修正案通過後，瑞士自今年1月起可出口二氧化碳，並將其封存在海底地質結構中。瑞士已與瑞典、荷蘭和冰島簽署了碳封存技術開發協議，與挪威的商談也正在進行中。
要捕集或分離二氧化碳並將其永久封存，需要相關技術支援。碳捕集與封存(CCS)是在廢棄物處理廠等設施中捕集和封存化石燃料和製程所產生的二氧化碳，以減少排放，而負排放技術(NET)則著重於從大氣中永久清除二氧化碳。
負排放技術主要包括：植樹造林和再造林；透過添加生物炭等物質改善土地管理，增加並固定土壤中的碳；基於碳捕集與封存的生物能源生產(BECCS)；增強風化；直接從環境 空氣中捕集二氧化碳並封存(DACCS)；海洋肥化以增加碳匯。
政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)認為，要實現《巴黎協定》的目標，除了大幅減少溫室氣體排放外，還需要在全球迅速推廣二氧化碳捕集與封存以及負排放技術。
瑞士聯邦環境局發言人羅賓·波埃爾(Robin Poëll)透過電子郵件表示：「瑞士公司現在可以自由地利用這個選項，例如與提供北海地區二氧化碳封存服務的外國供應商簽訂私營部門協議。」
瑞士氣候分佈基金會(Swiss Climate Cent Foundation)是一個由企業成立的協會，致力於補償二氧化碳排放，該基金會資助的計畫可以從中獲益。廢棄物處理產業也可以從中獲益。根據與聯邦政府達成的產業協議，該產業承諾在2030年實現二氧化碳捕集。歐盟排放交易體系中的瑞士企業，如水泥生產商，也可以從2025年起透過捕集二氧化碳並將其封存在海底，從而獲得碳信用。
內森·索洛圖爾曼敦促瑞士當局謹慎行事。他警告說，貿然採用碳捕集與封存技術或將導致各方固步自封。
他說，這會使人們沒有動力去認真減排，研究捕集和封存二氧化碳的自然替代方法。
「這將會導致我們在二氧化碳基礎設施上投入巨資，而且一旦投入就沒有回頭路可走。」
(編自英文：瑞士資訊中文部/gj，繁體校對：方常均)
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