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从冬奥会到碳中和

已有 1270 次阅读 2022-2-23 21:02 |系统分类:科普集锦

专家走进造岩矿物学课堂

 

视频信息:

https://b23.tv/yCPdoN3

2022-02-23

程哲 整理

专家信息:

中国石油大学(北京) 副研究员

主要项目:

1. CCUS地质封存中CO2-咸水-地层岩-油井水泥相互作用机理

2.  二氧化碳地质封存中泄漏风险

3.  页岩气等非常规油气资源评价

孙老师:

同学们冬奥会的开幕式看了吗?开幕式里最值得你兴奋的地方是什么?雪花是吗?其实开幕会里面最让我兴奋的是点火炬的过程。当然这个很多人众说纷纭,点火的过程体现了我们的民族自信,同时我们用这样一种方式向世界传达着低碳环保的理念。实际上,低碳环保的理念在我们国家很久之前就已经提出过这个理念。为此,我们还在“十四五”期间提出了“碳中和”。那么“碳中和”是什么意思呢?我们今天邀请到中国石油大学非常规研究院的刘琦副研究员,他是低碳能源工程的专家,低碳能源也是我们地球科学领域的一个方向。那么我们今天有请刘琦老师为我们科普一下“碳中和”和“碳捕捉”这些科学问题。我们现在有请刘琦老师。

刘老师,您好!

刘老师:

您好,各位同学好。首先,感谢孙老师的邀请。“碳中和”这个概念其实是在78年前咱们相关的专家已经提出来了。那么什么是“碳中和”。其实大家从字面上理解还是很简单的。中和其实是一个正负相减的过程。我们在2030年左右达到碳达峰,2060年左右达到碳中和。在前年,我们把目标提到了“前”。目前,全中国每年的CO2排放量是100亿吨,是一个大数,是世界第一大排放国。第二是美国,第三是欧盟。美国和欧盟加起来都没有我们国家的排放量大。那么我们这100亿吨的CO22060年前不是说不排放了,因为我们还有一些刚性的排放。我给大家举个例子,就是在2060年的时候,我们也不可能完全的替代化石能源。后面我也会再解释一下。另外还有一些工业,比如水泥、钢铁行业。水泥大家可以理解一下,石灰石的煅烧,大家要盖房子必然有CO2的排放。那就是我们到2060年前仍有20~30亿吨的CO2。那么这20~30亿吨的CO2要通过植树造林(森林碳汇)、节能减排,另外就是我们研究的重点——CCUS。实现负碳技术,正负相减使我们在2060年前将这20~30亿吨的CO2吸收掉。实现一个相对的、静态的零碳的排放就叫“碳中和”。今天我重点介绍的“CCUS”,第一个“C”是CO2,第二个“C”是捕集“capture”,第三个“U”是利用,第四个“S”是封存。传统意义上的捕集还是从大型的排放源去捕集,从煤电厂、水泥厂、钢铁厂的尾气排放装置前加一个捕集装置。然后通过分离提纯,管道运输,下一步进行到“U”,“Utilization”利用。小规模的利用有化工利用、生物利用。那么结合我们学校的特点和专业来说大规模的就是用于驱油,另外是地质封存。这就是我们现在在科技部2019年路线图定义的CO2的地质封存,另外地质利用就是我说到的驱油,驱煤层气和强化地热开采。这是主要相关的概念。

孙老师:

好的,那么刘老师能给我们科普一下地球中“C”到底在哪里最多呢?是在大气圈里面最多么?

刘老师:

是这样的,我们地球上的碳这个元素主要是通过碳循环,主要分布在地球上的生物圈、岩石圈、水圈和大气中,这其中我们世界上最大的两个碳库一个是岩石圈,另一个是化石燃料。岩石圈和化石燃料的含碳量占99.9%,其中岩石圈里面主要还是以碳酸盐的形式存在。其实我们说的气候变化问题指的是人为的CO2排放,这个大家一定要注意。我们有一个基线,在第一次工业革命之前我们地球也是有排放的,各种地球的自然的运动也会产生排放。那么引起我们全球气候变暖的是第一次工业革命,也就是1850年以后累积的,有人为活动,主要是在大气中的CO2浓度的不断增加,由工业前的大约260ppm到现在的大约410ppm。大家也好理解温室效应,就是我们没有地球大气层温室,地球为零下19℃。有了这个大气层的保护才能使我们有生物和植物的繁衍。通俗的来讲,这个“被子”,就是之前的温度是比较适宜人类生存的。不断的排放CO2,在这个“被子”里的“絮”越加越厚,就导致了现在这个以变暖为主的气候变化。

孙老师:

好的,那您刚才提到说碳主要是在岩石圈里面比较多,那他以什么样的形式存在呢?是以矿物还是流体?还是以气体的形式存在呢?

刘老师:

在岩石圈主要还是以矿物存在的。岩石圈的碳对整个碳循环包括咱们所说的温室气体,气候变暖的影响不是太大。我们主要还是强调大气中的CO2浓度是会影响全球的气候。但是我们要去解决这个问题离不开我们整个的地质背景,后面我们在讨论一下。

孙老师:

好的,谢谢刘老师,谢谢您在我们矿物学的第一节课作为专家走进我们的课堂。我们向刘老师表示感谢。

刘老师:

好的,谢谢大家,再见!




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