海洋是一個(gè)很重要的舞臺(tái),有很大的可行性,尤其是對(duì)碳捕獲、碳消除有很大的潛力。如何在大氣中消除二氧化碳?恐怕并不十分容易。昨天,在第六屆世界頂尖科學(xué)家
論壇“科學(xué)引領(lǐng)藍(lán)色變革”分論壇上,科學(xué)家們給出了支撐
碳中和的海洋路徑。
如果把二氧化碳注入海底200米的深度,會(huì)是怎樣的情形?“海底儲(chǔ)存二氧化碳”是目前挪威正在進(jìn)行的一項(xiàng)探索。2011年埃尼新前沿?zé)N類獎(jiǎng)得主、挪威科技大學(xué)電子系統(tǒng)系教授馬丁·朗德羅介紹,海底其實(shí)是個(gè)非常好的區(qū)域,可以儲(chǔ)存二氧化碳,因?yàn)樵谶@里二氧化碳可以受到壓縮,它的體積可以極度地減小。
“我們發(fā)現(xiàn),將二氧化碳注入海底200米,并不像注入罐體一樣往上充滿,而是在淺層有小的波段,然后在沙體當(dāng)中逐漸往下滲透。”馬丁·朗德羅補(bǔ)充道,2010年,挪威開(kāi)始向海底注入7.2兆噸的二氧化碳,壓縮以后的二氧化碳密度大大減小;到2012年時(shí),注入了百萬(wàn)級(jí)別的二氧化碳。可以看到,注入的二氧化碳是分層的,分成不同的層級(jí),然后它會(huì)以公里為單位往四處擴(kuò)散。
如何在海底監(jiān)測(cè)注入的二氧化碳是否穩(wěn)定?馬丁·朗德羅介紹,可以用海底光纜,通過(guò)分布式聲學(xué)傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)二氧化碳。因?yàn)楣饫w能接收到各種各樣的信號(hào),比如波動(dòng)的信號(hào)、地震的信號(hào),或者纖維中的一些雜質(zhì)會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)。然后,通過(guò)計(jì)算機(jī)測(cè)量里邊的聲壓,也就是聲學(xué)傳感器,了解這個(gè)波和你的距離是多遠(yuǎn)。
目前,挪威每年排放32兆噸的二氧化碳,目標(biāo)是到2038年將二氧化碳捕捉并儲(chǔ)存在海底,實(shí)現(xiàn)“零排放”。為此,未來(lái)10年,挪威將建造200口二氧化碳封存井,到2050年達(dá)到1.2萬(wàn)口封存井。
調(diào)查顯示,在各種能源中,煤炭能源還可再用179年,油能源還能使用44年,天然氣能源也比較少。“因此我們不能過(guò)分依賴化石燃料,要從化石能源轉(zhuǎn)化到藍(lán)色能源。”2018年埃尼新前沿能源獎(jiǎng)得主、中國(guó)科學(xué)院
北京納米能源與系統(tǒng)研究所所長(zhǎng)兼首席科學(xué)家王中林拋出了鮮明的觀點(diǎn)。
海洋可以給我們提供什么能量?
熱能、流能、潮汐能、波浪能等都是海洋能源。無(wú)論是現(xiàn)在的太陽(yáng)能、風(fēng)能,還是潮汐能,如果只有一種能量,顯然是不能滿足人們需求的,但是如果太陽(yáng)能、風(fēng)能,再加上潮汐能,這種“混合式藍(lán)色能源”就能夠帶給我們更多的能源,解決我們未來(lái)的
問(wèn)題。就拿一立方米的水來(lái)說(shuō),每年能產(chǎn)生400千瓦每小時(shí)的電能,如果加上太陽(yáng)能的話,20%的設(shè)備就可以產(chǎn)生巨大的能量。
神秘的“海洋呼吸”也是轉(zhuǎn)化能量的一種方式。維也納大學(xué)生物海洋學(xué)和海洋生物學(xué)部主管格哈德·赫而德介紹,10%—30%的浮游生物會(huì)下沉到深海,并產(chǎn)生細(xì)菌、有機(jī)材料凝聚在海底,變成能量。海底的微生物可以將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物。
深海當(dāng)中大于5毫米的粒子,對(duì)于氧氣的消耗有很大的作用,被稱為“深海呼吸”。比如,深海1200米的懸浮粒子和深海2500米的懸浮粒子相比,它們的周轉(zhuǎn)時(shí)間不一樣。觀察發(fā)現(xiàn),深海1200米的懸浮粒子周轉(zhuǎn)時(shí)間更短,一般在25天。這也意味著,這些懸浮粒子幫助了深海有機(jī)物的代謝。