所謂碳封存（Carbon Sequestration），指的是以捕獲碳并安全存儲(chǔ)的方式來(lái)取代直接向大氣中排放CO2的技術(shù)。碳封存研究開(kāi)始于1977年，但只是到了最近，才有迅速的發(fā)展。
這一設(shè)想包括：（1）將人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放物捕獲、收集并存儲(chǔ)到安全的碳庫(kù)中；（2）直接從大氣中分離出CO2并安全存儲(chǔ)。由此，人們將不再是通過(guò)CO2減排，而是通過(guò)碳封存的方法，同時(shí)結(jié)合提高能源生產(chǎn)和使用的效率以及增加低碳或非碳燃料的生產(chǎn)和利用等手段來(lái)達(dá)到減緩大氣CO2濃度增長(zhǎng)的目標(biāo)。
陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)CO2的吸收是一種自然碳封存過(guò)程。陸地植物在其生長(zhǎng)過(guò)程中，需要利用CO2合成有機(jī)物，它們能夠在一定的濃度范圍內(nèi)吸收CO2，從而節(jié)省了將其分離、提純等技術(shù)的花費(fèi)。因此以森林再造、限制森林砍伐等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的碳封存被認(rèn)為是最具經(jīng)濟(jì)效益的方式。而保護(hù)和優(yōu)化陸地生態(tài)系統(tǒng)則有利于碳封存的維持和擴(kuò)增。
針對(duì)定點(diǎn)源的人類(lèi)排放，如油井、化學(xué)工廠、火力發(fā)電廠等，碳封存技術(shù)的開(kāi)發(fā)著重點(diǎn)是捕獲和分離CO2，然后將其注入到海洋或是深地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中。由于某種需要，工業(yè)生產(chǎn)中也伴隨有一些碳封存過(guò)程。例如在石油開(kāi)采時(shí)，CO2常會(huì)跟天然氣一起由地底下噴射出來(lái)，通常CO2在從油井沖出來(lái)后便釋放到空氣中。但是，在同時(shí)開(kāi)采石油及天然氣的過(guò)程中，CO2常會(huì)被重新注入到油井內(nèi)，以便能保持所需壓力而抽取更多的石油，而這項(xiàng)所用的花費(fèi)可以由所增加的石油產(chǎn)量來(lái)補(bǔ)償。在美國(guó)，每年能因此封存3200萬(wàn)噸CO2。而位于距挪威海岸240km的北海中部的Sleipner海上鉆井平臺(tái)從1996年起就將油井生產(chǎn)中的CO2收集并注入到1000m以下的富含鹽水的砂巖層。這個(gè)海上鉆井平臺(tái)之所以這樣做，是因?yàn)閺?996年以來(lái)挪威對(duì)工業(yè)排放CO2征收50美元/ 噸的排放稅，而將CO2注回到巖石層中與之相比則要便宜得多。在存儲(chǔ)方面，則采用了以下一些方法，如向尚未開(kāi)采的煤層中注入CO2，從而回收甲烷；將CO2制成干冰，投擲到海洋中；利用固定的管道或是輪船拖曳管道將CO2泵入深海等。
通過(guò)對(duì)海洋的增肥也是利用生態(tài)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到碳封存目標(biāo)的方法。這方法思路是，向海洋投放微量營(yíng)養(yǎng)素（如鐵）和常量營(yíng)養(yǎng)素（如氮和磷），由此加速海“生物泵”過(guò)程，增加海洋對(duì)大氣CO2的吸收和存儲(chǔ)。這主要是通過(guò)增長(zhǎng)浮游植物的光合作用增加其產(chǎn)量，然后借助生物鏈擴(kuò)增CO2向有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化，再通過(guò)有機(jī)碳的重力沉降、礦化等機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)碳封存。大范圍的海洋增肥能夠增加漁業(yè)產(chǎn)量，從而帶來(lái)商機(jī)，這也引起了一些商業(yè)團(tuán)體的關(guān)注。
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