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美国新技术:让二氧化碳“呼之即来,挥之即去”

2013.6.05

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  美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家们已经开发出了一项能移除和储存空气中二氧化碳的新技术,该技术还可以用于减轻海洋酸化。

  减轻海洋酸化 给海洋来点“健胃消食片”

  据悉,该技术能利用海水电解产生的酸来加速硅酸盐矿物分解,同时产生氢燃料和其他气体。经过检验,实验最后的电解质溶液所含氢氧化物的浓度有所提高。而该电解质溶液被证明其对二氧化碳具有强吸收性和保持性。

  此外,研究人员还表示,这个过程产生的碳酸盐和碳酸氢盐能用于减轻海洋酸化,其原理和Alka Seltzer(健胃消食片)中和胃中过多的酸一样。

  科学家格雷格·拉奥是该研究报告的首席作者。他称:“我们不仅发现了从大气中移除和储藏二氧化碳的方法,而且还发现了生成有价值的氢气的方法。我们还认为我们可以利用这项新技术帮助拯救海洋生态系统。”该研究报告已经发表在近期的《美国国家科学院院刊》上。

  二氧化碳被释放到大气中时,其中相当一部分被海洋吸收,形成碳酸,使海水酸性增加。海洋酸化对许多种类的海洋生物极为不利,尤其是珊瑚和海星。科学家预期,到21世纪中期,全球气温将升高至少2摄氏度,海水酸度与工业化前的水平相比将增加超过60%。新技术产生的碱性溶液可以注入海洋帮助中和里面的酸。

  为二氧化碳“正名” 昔日排空上天,今朝入地变宝

  在美国:


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  位于美国加利福尼亚州卡马里奥的Houweling’s Tomatoes在面积达125英亩(约0.5平方公里)温室中,每年生产着几百万个西红柿。该农场构筑了热电冷三联产系统,将发电时产生的废热转变为温水,用于为温室加温,同时将二氧化碳浓度较高的燃气机废气送入温室,以促进作物的生长发育。

  Houweling's Tomatoes设置的通用电气燃气机整套设备的发电效率为45.5%,包括废热利用在内,热电联产系统的综合热效率超过90%。送入温室的废气中的二氧化碳每年可达到2.14万吨。燃气机主要在地区电力需求达到高峰的白天运转,因此还可为负荷平均化做贡献。送入温室的二氧化碳白天用于作物的光合作用,可促进作物的生长发育。对于废气中所含的一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)、氮氧化物(NOx)及其他微量有害物质,通过利用催化剂进行处理,也将含量降低到地区大气污染管理标准以下。

  在欧洲:


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  在美国,将燃气机废气中所含的二氧化碳用于农业的尝试刚刚开始,但在欧洲,已经出现了很多事例。

  荷兰已有了这方面的领先事例。近几年来,荷兰将炼油厂等化学工厂排放的二氧化碳用于温室栽培的业务已进入轨道。位于鹿特丹近郊工业区的英荷壳牌石油公司炼油厂从2005年起,将精炼工序产生的二氧化碳浓度提高到100%左右,供应给海牙南部的园艺农户温室。荷兰海牙南部的园艺农户由英荷壳牌石油的炼油厂供应二氧化碳,用于蔬菜栽培。

  据称在二氧化碳较多的环境下,蔬菜生长可加快25%左右。现在每年总共向约500家农户(温室总面积约为13平方公里)供应30万吨二氧化碳。

  在日本:


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  在日本,大阪燃气公司、农业及食品产业技术综合研究机构花卉研究所等一直在致力于采用农业热电冷三联产系统。大气中的二氧化碳浓度通常为 360PPM(1PPM为100万分之1),但花卉研究所的实验结果证实,如果将二氧化碳浓度提高到700-1000PPM左右,叶菜收获量会增加 25-30%,水果会增加20%左右,花卉会增加40%左右。

  作为在田地中的实际应用事例,大阪燃气曾经与茨城县筑波市合作,在该市的花卉栽培农户构筑了使用燃气机的热电冷三联产系统。业务用途方面,丰田汽车公司旗下从事花卉生产及销售业务的Toyotafloritech公司也采用了使用微型燃气轮机的热电冷三联产,每年大约生产 400万盆花卉。

  在中国:

  通过捕存二氧化碳,中国油田昔日浓烟滚滚不在,转而换来汩汩原油。

  实践证明,液态二氧化碳应用于油田开发,有着良好的驱油效果。每用1吨液态二氧化碳驱油剂,可驱出3吨原油。大港油田、吉林油田已开始采用液态二氧化碳驱油工艺,实现环境治理和油田开发一箭双雕。

  目前,胜利油田也已经形成了具有完全自主知识产权的发电厂燃煤烟气中的二氧化碳进行捕集、提纯、液化技术。同时,胜利油田在自备发电厂建成了年产能力4万吨的烟气二氧化碳捕集装置,为目前国内最大的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集纯化装置,捕集处理后的二氧化碳纯度达99.5%以上,全部用于“低渗透油藏二氧化碳驱油”重大先导试验。

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