储存在地下的碳会发生什么?

碳封存是将二氧化碳注入地下深处的地质构造的过程。到目前为止，这种碳捕获和储存(CCS)方法只在小范围内进行了测试，仍有一些改进需要改进。在地质构造中，可能会出现储存碳的逸出途径，但最近的研究表明了如何将这些风险降至最低。

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各国都感受到了实现净零目标的压力，而碳捕获和存储技术可能会有很大帮助。国际能源机构估计有1000亿吨二氧化碳₂必须在2060年之前储存起来，以避免有害的全球气温上升2摄氏度。的有限公司₂可以储存在以前的油藏或气藏中，甚至可以储存在北海海床以下的煤层或盐含水层中。

CCUS技术对CO进行加压₂并使其成为一种叫做“超临界CO”的液体形式₂”。然后通过管道输送，注入到岩层深处。主要是储存CO的岩石的渗透性₂是很重要的。

“盖岩”通常描述的是一种不透水的层，它起到盖子的作用，使液体和气体无法上升和逃逸。在碳封存的背景下，这被称为“结构储存”，这与石油和天然气在地下停留数百万年的机制相同。

为了使储存更持久，被困的CO₂就会开始和储存它的岩石发生反应。随着固体矿物随后形成，这有助于CO的封闭₂(矿物存储)。

在盐水含水层中，CO₂也下降到含水层以下，导致“溶解储存”。一项研究表明，尽管泄漏是可能的，但它将是最小的自然推测超过98%的CO被注入₂可以保存超过一万年。虽然这是有希望的，并且在北美、阿联酋和澳大利亚正在进行工业规模的碳储存项目，但仍有很大的步骤来实现整个行业的脱碳。

封存碳能逸出吗?

由于二氧化碳、岩石、孔隙中的水甚至废弃井中的水泥之间发生化学反应，储存在地下的碳可以通过多种方式逸出并渗透回大气中，根据研究人员来自宾夕法尼亚州立大学。

如果这些气体逸出，将增加现有的温室气体排放，加剧全球变暖。

研究小组在调查CO所在的岩石性质时意识到这一风险₂被注入石灰石和砂岩中，它们具有不同的化学性质。

石油与天然气工程学院副教授李立说：“我们对检查这些岩石很感兴趣，因为它们在地下广泛存在，但有人担心，一旦注入地下，二氧化碳可能会逸出。”

“即使它没有逃到地球表面，也有人担心它可能会泄露到地下水饮用含水层。”李莉补充道。

的有限公司₂可能会增加海水的酸度，导致一些岩石的溶解，特别是石灰石等碳酸钙含量高的岩石，以及废弃油气井的水泥衬里。

由于CO之间的相互作用₂当注入CO的盐水到达废弃井时，可能会导致水泥裂缝，从而导致CO的产生₂想逃离这个地方。

由石油与天然气工程副教授Zuleima Karpyn和石油与天然气工程学院研究员Quentin E.和Louise L. Wood组成的研究小组研究了盐水与石灰岩等岩石相互作用时会发生什么。他们重现了地下和岩层的化学反应，结果发表在《科学》杂志上国际温室气体控制杂志．

结果表明，盐水溶解了部分石灰岩，使其更具渗透性，使液体和气体更容易通过，从而产生更多的逃逸路径。与此同时，盐水的酸性减弱，因此它无法溶解废弃井中的任何水泥。这意味着岩石本身是反应的主要介质，水泥是次要的。因此，在石灰岩地层中，井眼更有可能保持完整。然而，石灰石可以溶解并形成泄漏通道。这并不适用于所有的岩石。对于砂岩，该团队的模拟结果显示，情况正好相反，盐水溶解水泥的速度比砂岩快，而砂岩的质量损失很小。

为了在地下岩层中实现碳封存，团队需要考虑可能发生的地球化学变化，这取决于岩石类型和与水泥井的距离。寻找理想的注入地点不仅要考虑岩石的性质和地球化学，还要考虑岩石的渗透性以及水和二氧化碳流经这些岩石的方式。

参考资料及进一步阅读

宾夕法尼亚州立大学。储存在地下的二氧化碳可以有多种途径逸出(在线)。科学日报，2016年2月11日。可以在:https://www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160211185935.htm于2022年5月18日访问。

曹培林，Zuleima T. Karpyn，李莉。寄主岩石性质在确定潜在CO2迁移路径中的作用。国际温室气体控制杂志, 2016;45:18可在:10.1016 / j.ijggc.2015.12.002

你是如何储存二氧化碳的?储存二氧化碳时会发生什么(在线)。Drax -碳捕获。可以在:https://www.drax.com/carbon-capture/how-do-you-store-co2-and-what-happens-to-it-when-you-do/于2022年5月18日访问。

阿尔卡尔德，J.，弗鲁德，S.，威尔金森，M.。et al。估算地质CO₂储存安全以实现气候减缓(2018年)。Nat Commun9，2201.可以在:https://doi.org/10.1038/s41467-018-04423-1

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