)碳捕集与封存
碳捕集与封存（简称CCS）是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集起来，用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。它包括二氧化碳捕集、运输以及封存三个环节，可以使单位发电碳排放减少85%至90%。该技术对减少温室气体排放具有深远的意义，将为人类减缓气候变暖带来希望。
提问 编辑摘要
碳捕集与封存碳捕集与封存（简称CCS）是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集起来，用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。它包括二氧化碳捕集、运输以及封存三个环节，可以使单位发电碳排放减少85%至90%。
2009年夏天，北京气温屡创新高，热浪烘烤之下，喝上一杯冰镇的碳酸饮料，感觉从里爽到外。为什么碳酸饮料有如此功效？这是因为碳酸饮料里含有大量二氧化碳，遇热易挥发，碳酸饮料进入体内遇“高温”，使二氧化碳迅速从口腔中逃逸出来，带走了部分热量，使人顿感消暑解渴。
现在北京部分碳酸饮料中添加的二氧化碳，来自一项目前备受关注的技术——碳捕集和封存，这项新技术事关人类面临的重大挑战——“全球气候变暖”，该技术对减少温室气体排放具有深远的意义，将为人类减缓气候变暖带来希望。
北京热电厂二氧化碳捕集试验示范装置北京高碑店热电厂二氧化碳捕集试验装置，是我国首个燃煤电厂烟气二氧化碳捕集示范工程，在2008年7月北京奥运会之前建成投产，预计年回收二氧化碳能力可达3000吨。
西安热工研究院北京分院二氧化碳控制与减排研究所黄斌博士表示，从高碑店热电厂二氧化碳捕集试验装置里捕集出的二氧化碳，精制以后可以达到食用的程度，就是99.9%至99.99%的程度，截至2009年春节，二氧化碳捕集系统运行稳定，销售食品级二氧化碳已超过800万吨。
目前人类对二氧化碳的消费量是非常有限的，因此人类面临的一个问题是，由于过度地使用化石原料造成了二氧化碳过多，而人类无法消费多出的庞大的那部分，所以造成了一系列气候和生态问题。烟气二氧化碳捕集技术工作原理，就是让电厂排放出来的气体，通过可以吸收二氧化碳气体的化学物质，对烟气中二氧化碳进行捕获，该项技术的二氧化碳回收率可以超过85%，对于减少现有电站的二氧化碳排放具有重要作用。
碳捕集与封存要减少一种物质对人类的危害，最好的办法就是科学利用。二氧化碳其实也有两面性。一方面会产生温室效应；另一方面也会对人类有利，比如说用作植物气肥和果蔬保鲜剂。还可作为某些灭火器的原料，工业上可制纯碱、尿素、汽水等，二氧化碳的成品干冰可作制冷剂，保藏容易变坏的食物，还可用于人工降雨。另外在温室栽培中，常用二氧化碳作为肥料。
目前全球二氧化碳工业利用量大约是每年1至1.5亿吨。美国是世界上最大的二氧化碳生产国和消费国，生产能力每年约1000万吨。中国有二氧化碳生产企业100家左右，生产能力是每年200至250万吨，而一个几十万千瓦的燃煤电厂，一年能捕获二氧化碳100至200万吨，同目前中国企业生产的二氧化碳的总量是差不多的，
向即将耗竭的油气储层和不可开采的甲烷煤层注入二氧化碳是一种“增值”的埋存方式，试验研究表明，注入2倍体积的二氧化碳，可以驱替一倍体积的甲烷气体，目前，世界上有70个油田通过注入二氧化碳来提高石油回采率，是一种非常有前景的碳埋存技术。
二氧化碳封存面临的科学疑问是，将巨量的二氧化碳储存到地下或深海，是否有可能逃逸出去？但研究发现：二氧化碳并不需要被永久封存，封存的时间只要保证自然界中碳循环将大气中的二氧化碳降到工业化之前的水平即可，只要二氧化碳的封存可以在几千年内防止严重泄漏，届时碳循环就可以解决这个问题，从目前来看，人类的科技发展应该可以做到。
二氧化碳被捕获后，必须对其进行安全、长期地封存，才能最终完成控制二氧化碳进入大气的工作。地质封存被普遍认为是未来主流的封存方式，其原理是将捕获到的二氧化碳用管道输送到地下深处长期或永久性“填埋”在地质中。
据估计，若按现在人类二氧化碳的排放量，全世界的盐田可存储今后几百年人类排放二氧化碳的总和。把人类排放的二氧化碳气体捕捉并集中起来，深埋于海底或地下，彻底解决因温室气体而引发的全球气候变暖威胁。
运输
碳捕集与封存 运输捕集到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存，可以使用汽车、火车、轮船以及管道来进行运输。一般说来，管道是最经济的运输方式。2008年，美国约有5800千米的CO2管道，这些管道大都用以将CO2运输到油田，注入地下油层以提高石油采收率（Enhanced Oil Recovery，EOR）
封存
二氧化碳封存的方法有许多种，一般说来可分为地质封存（Geological Storage）和海洋封存（Ocean Storage）两类。
地质封存
排放二氧化碳地质封存一般是将超临界状态（气态及液态的混合体）的CO2注入地质结构中，这些地质结构可以是油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等。IPCC的研究表明，CO2性质稳定，可以在相当长的时间内被封存。若地质封存点经过谨慎的选择、设计与管理，注入其中的CO2的99%都可封存1000年以上。
把CO2注入油田或气田用以驱油或驱气可以提高采收率（使用EOR技术可提高30%~60%的石油产量）；注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱出来，即所谓的提高煤层气采收率（Enhanced Coal Bed Methane Recovery，ECBM）。
然而，若要封存大量的CO2，最适合的地点是咸水层。咸水层一般在地下深处，富含不适合农业或饮用的咸水，这类地址结构较为常见，同时拥有巨大的封存潜力。不过与油田相比，目前人们对这类地质结构的认识还较为有限。
海洋封存
海洋封存是指将CO2通过轮船或管道运输到深海海底进行封存。然而，这种封存办法也许会对环境造成负面的影响，比如过高的CO2含量将杀死深海的生物、使海水酸化等，此外，封存在海底的二氧化碳也有可能会逃逸到大气当中
中国科学院院士、中科院地学部原主任孙枢指出，碳捕集和封存是一种实现全球温室气体低排放的关键技术。“减排”除了节约能源、利用清洁能源和清洁燃烧技术外，重要的途径是二氧化碳的捕集和埋存。随着工业化进程和经济社会的发展，燃烧化石燃料所导致的空气污染和温室效应，已严重地威胁着人类赖以生存的地球环境，全球气候变暖是各国可持续发展面临的共同挑战，解决方法是寻求成本低且有效的方案来减少二氧化碳的排放。
孙枢院士认为，目前二氧化碳的工业分离、管道运输、地质封存和工业利用等方面已经形成成熟的市场，这使二氧化碳捕集与封存技术有可能力挽狂澜，成为减少温室气体排放的有效措施。
碳捕集与封存一个国际研究小组日前公布研究报告称，北半球永冻土层中冷冻碳的储量可能超过1.5万亿吨，是此前估计的两倍左右。
研究人员表示，这些冷冻碳主要分布在北极以及加拿大、哈萨克斯坦、蒙古国、俄罗斯、美国、格陵兰等国家和地区，储量约为目前大气中碳含量的两倍。一旦气温升高导致永冻土层开始融化，大气中两种温室气体——二氧化碳和甲烷的含量将急剧增多，从而进一步加速全球变暖。
美国未来发电计划（FutureGen）
项目原打算在一个260MW的IGCC电厂测试碳捕集技术和CCS系统，目标是将电厂废气减少到近零排放的水平。2008年6月30日美国能源局宣布将重新整合未来煤电计划。美国能源局将只赞助CCS系统，而不再向IGCC电厂投资。
挪威Sleipner项目
Sleipner项目开始于1996年，是世界上首个将CO2封存在地下咸水深层的商业实例，由挪威国家石油公司运营。该项目每年可封存100万吨CO2。
德国黑泵电厂项目
这是世界上首个能捕集和封存自身所产生的CO2的燃煤电厂，于2008年9月9日由瑞典瀑布电力公司在德国东北部的施普伦贝格动工建设，电厂装机容量为30MW。
