用冰岛的岩石封存瑞士的二氧化碳
从污染行业中分离二氧化碳(CO2)并将其深埋地下的举措在全球范围内引起了极大的关注。瑞士也在琢磨如何应对相当棘手的二氧化碳排放问题。研究人员说，瑞士在冰岛的一个试点项目前景光明。但这种昂贵且复杂的方法是否值得一试呢？
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想象一下，在二氧化碳进入大气层之前将其从工业排放中捕获，然后把它变成石头永远封存。瑞士科学家在一个试点项目中验证了这一想法，这也是正在进行的碳捕集与封存(CCS)计划的一部分。这些计划利用技术从污水处理厂或炼钢厂的工艺流程中分离二氧化碳，并将其封存在地下深处，帮助瑞士实现到2050年温室气体净零排放的目标。
捕集的二氧化碳并不封存在瑞士，而是封存在冰岛的地质碳库中。苏黎世联邦理工学院(ETH)机械与工艺工程教授马可·马佐蒂(Marco Mazzotti)是该项目的协调人，他自豪地表示，这个试点项目背后的团队近期宣布，这种方法在技术上行得通，并已引起了广泛的关注。
他在接受瑞士资讯swissinfo.ch采访时表示：“我们封存的二氧化碳量对气候的影响微乎其微。但关键是我们做到了，我们解决了一系列实际问题，还组建了一个强大的联盟，这本身就是一个巨大的进步，”所谓联盟，他指的是参与项目的23所大学、研究机构和公司。
在DemoUpCARMA项目正在进行的试验中，二氧化碳在伯尔尼的主要废物处理厂被捕集和液化。接着，这些液态二氧化碳被装入一个20吨的储罐，先是用卡车运往德国，然后换火车前往荷兰，再通过海路运往冰岛。到了冰岛首都雷克雅未克后，再由卡车运往冰岛西部某个地点。这样一趟上下共2’400公里的陆海空联运大概得花上五周时间。虽然长途运输过程复杂且会产生额外的排放，但项目团队经过计算，确信在更大范围内实施这种做法利大于弊。
截至目前，瑞士已向冰岛运送了约100吨二氧化碳，冰岛拥有分布广泛的玄武岩层，因而被认为是理想的地下封存地。玄武岩是熔岩冷却后形成的一种深灰色多孔岩石，富含钙、镁和铁元素。
碳酸二氧化碳、海水和玄武岩
在赫尔古维克(Helguvík)沿海地区，来自瑞士的二氧化碳首先与附近一口井里的海水混合。然后，当地一家公司将这种发泡液体泵入地下300-400米处，在那里与玄武岩结合，预计几年内就会形成石灰石。二氧化碳将以这种固体形式被永久封存起来。该项目将继续进行更多次的二氧化碳运输和注入测试，直到2024年秋季项目结束，期间还会加强科学监测。
长期以来，碳捕集与封存一直被视为技术复杂、成本高昂、效益较低的解决方案，但现在，政府间气候变化专门委员会(IPCC)和国际能源署(IEA)都认为碳捕集与封存具有必要性，可以抵消不可避免的温室气体排放。根据全球二氧化碳捕集与封存研究所(Global CCS Institute)的数据，全球有超过390个二氧化碳捕集与封存项目正在运行或开发中。
除了大量使用可再生能源和节能措施外，瑞士政府还表示，要在2050年之前实现碳中和，必须从废物处理厂、农业以及水泥等行业减少1’200万吨难以处理的二氧化碳排放。到2030年，预计可永久封存约50万吨二氧化碳，到2050年这个数字有望达到700万吨。
然而，碳捕集与封存项目也招致了一些环保组织的批评，部分原因是成本高昂且基础设施需求大。世界自然基金会(WWF)警告说，碳捕集与封存“在大规模应用上仍未得到验证，不是解决欧洲工业排放问题的万全之策”。
瑞士绿色和平组织的能源和气候专家内森·索洛图尔曼(Nathan Solothurnmann)说，瑞士在开发此类大型项目之前，应首先防止二氧化碳排放。为此，瑞士可以改进废物回收方法，用其他建筑材料取代传统混凝土，并减少牲畜饲养量。
他告诉瑞士资讯：“这些措施将有助于消除相当一部分‘不可避免的’气候排放。”
二氧化碳封存面临的基础设施和运输挑战
冰岛项目背后的瑞士团队对其环保效益深信不疑。他们表示，虽然在将二氧化碳运往冰岛的过程中，供应链上会产生额外的二氧化碳排放，但从大气中清除的二氧化碳仍远远多于排放的二氧化碳。根据瑞士团队的计算，每封存100公斤二氧化碳，会由于卡车、火车、船舶等运输过程产生20公斤的二氧化碳排放。
据报道，采用DemoUpCarma模式捕集、运输和封存二氧化碳的成本约为每吨300瑞郎(人民币2’382元)。未来，通过采用更高效的一体化封存系统、建立成熟的监管框架，以及在运输管理上积累更多经验，成本有望进一步降低。
马佐蒂团队最头疼的问题之一是解决监管和法律方面的问题。其中一个问题是，许多感兴趣的利益相关方都在观望，观察碳捕集与封存技术、法规和市场如何发展，然后再决定是否投资。
共同资助冰岛项目的联邦环境局(FOEN)也承认了这一点。联邦环境局项目经理索菲·温格(Sophie Wenger) 在接受瑞士德语电视台采访时说：“只有当运输基础设施建成后，排放者才愿意捕集二氧化碳。但只有当有客户想要捕集并出售二氧化碳时，才会发展运输和储存设施。”
在北美，碳捕集与封存已初步站稳脚跟。在欧洲，关于未来如何捕集、封存、运输和利用二氧化碳的设想正在快速落地。北海地区的几个项目希望证明跨国合作方案的可行性。其中包括去年启动的Greensand项目，该项目正在把比利时产生的二氧化碳注入到丹麦北海下的枯竭油田中。
欧盟最近发布了《工业碳管理战略》和一份研究报告，这份报告讨论了在欧洲发展二氧化碳基础设施和管道的计划，目的是替代现有的卡车和火车运输方式。瑞士未被纳入这些计划，马佐蒂对此感到失望。
他表示：“看到管道绕过瑞士真让人心痛，因为我们在这方面没有进行有效的合作。我们无法独立完成这些任务。瑞士需要和欧洲其他国家携手合作。”
在瑞士地下封存二氧化碳？
瑞士政府也在推进本地的二氧化碳捕集与封存计划，然而进展较为缓慢。政府已将瑞士北部一个放射性废物深层封存库预留为可能的试验注入点-国家放射性废物处理合作社(NAGRA)已不再使用此处设施。
首轮试验可能于2030年启动。但总体而言，瑞士封存二氧化碳的潜力并不大。虽然一项国家级地下勘探项目正在进一步评估封存计划的可行性，但瑞士联邦能源局承认，封存设施在15-20年内都无法投入使用。
在2030年之前的初期阶段，瑞士政府计划在海外推行二氧化碳封存方案。在监管层面，政府已经在做准备工作。2009年《伦敦议定书》修正案通过后，瑞士自今年1月起可以出口二氧化碳，并将其封存在海底地质结构中。瑞士已与瑞典、荷兰和冰岛签署了碳封存技术开发协议，与挪威的商谈也在进行中。
要捕集或分离二氧化碳并将其永久封存，需要相关技术支持。碳捕集与封存(CCS)是在废物处理厂等设施中捕集和封存化石燃料和工艺流程产生的二氧化碳，以减少排放，而负排放技术(NET)则侧重于从大气中永久清除二氧化碳。
负排放技术主要包括：植树造林和再造林；通过添加生物炭等物质改善土地管理，增加并固定土壤中的碳；基于碳捕集与封存的生物能源生产(BECCS)；增强风化；直接从环境空气中捕集二氧化碳并封存(DACCS)；海洋肥化以增加碳汇。
政府间气候变化专门委员会(IPCC)认为，要实现《巴黎协定》的目标，除了大幅减少温室气体排放外，还需要在全球范围内迅速推广二氧化碳捕集与封存以及负排放技术。
瑞士联邦环境局发言人罗宾·波埃尔(Robin Poëll)通过电子邮件表示：“瑞士公司现在可以自由地利用这个选项，比如与提供北海地区二氧化碳封存服务的外国供应商签订私营部门协议。”
瑞士气候分布基金会(Swiss Climate Cent Foundation)是一个由企业成立的协会，旨在补偿二氧化碳排放，该基金会资助的项目可以从中获益。废物处理行业也可以从中获益。根据与联邦政府达成的行业协议，该行业承诺到2030年实现二氧化碳捕集。欧盟排放交易体系中的瑞士企业，如水泥生产商，也可以从2025年起通过捕集二氧化碳并将其封存在海底，从而获得碳信用。
内森·索洛图尔曼敦促瑞士当局谨慎行事。他警告说，贸然采用碳捕集与封存技术或将导致各方固步自封。
他说，这会使人们没有动力去认真减排，研究捕集和封存二氧化碳的自然替代方法。
“这将会导致我们在二氧化碳基础设施上投入巨资，而且一旦投入就没有回头路可走。”
(编译自英文：瑞士资讯中文部/gj)
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