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靈光一閃 閃到抗暖鎖碳良方

「水可載舟,亦可覆舟。」二氧化碳是全球暖化的重要影響因子,那麼是不是也可以用來抑制抑制全球變暖呢?美國明尼蘇達州的2位科學家馬丁薩爾和吉米麥道夫(Martin Saar and Jimmy Randolph),在天然氣加油站加油時突然靈光一閃,「閃」出一個抑制二氧化碳持續上升的好點子。

漫長的公路旅行在美國是出了名的,這兩位科學家在這個漫長的旅程中,腦海中只想兩件事情。首先,他們已被明尼蘇達州地質調查局的委託二氧化碳區域性儲存調查的工作。其次,他們談到了吉米目前的研究的地熱能源。

地熱發電工程的作用原理,利用鎖在地球深層的巨大熱能,注水至岩石裂隙中成為高溫沸騰的蒸氣,一旦回到地表可用於驅動渦輪機。地熱能源無需燃料,所以它是一種最低碳密集型電源。隨著全球碳排放量的目標愈來愈加嚴格,地熱能源變得愈來愈普遍。

滿足低碳的另一選擇是使用低碳電力。避免發電所產生的二氧化碳進入大氣中為首要之務。就如眾所皆知的「碳捕捉和儲存技術」,二氧化碳以液態儲存在地底,無法如溫室氣體般作用。

當從明尼蘇達大學來的馬丁遇見吉米,發現綜合上述2個不同的想法得以實現時,最大的「發現」時刻終於來到。

「單純地儲於地底液態二氧化碳,為什麼不能用它同時來提取地球能量發電呢?」馬丁說:「這真的是靈光一閃。」雖然當時只是半開玩笑,但三年後兩人順利地使該技術成為現實。

這個想法,被稱為以高壓二氧化碳代替水增效再生能源(CO2 Plume Geothermal ,簡稱 CPG),通常被儲存在地下的二氧化碳液體,通過地熱岩石加熱。相對於傳統的地熱發電,CPG有許多競爭優勢,像是二氧化碳從岩石中取熱的效果比水更佳。此外,用來碳捕獲地貌非常廣闊。事實上,如此之大的地貌,如果在美國所有可用的地點可以被使用,整個電氣發電基礎設施有可能呈現碳中和。傳統的地熱發電,需仰賴壓裂岩石並使水流動。然而,這會導致地震活動。在瑞士巴塞爾,一個地熱發電計畫在引起地震不得不被關閉,就是血淋淋的活例。

這種戲劇性的事件從未得到廣大市民的迴響。雖然CPG大大減少地震風險,它是與一個在媒體上詆毀多年專有名詞-「二氧化碳」有關。研究碳儲存的倫敦帝國學院塔拉佛斯(Dr.Tara LaForce of Imperial College London)博士表示,氣候變遷上新聞時宣稱「二氧化碳是危險、不好的。然後說:喔,對了,我們將把二氧化碳注入你家地面下。」她看見許多二氧化碳儲存計畫延期或遲或因公眾反對而計畫終止。不幸的是關於二氧化碳封存計畫這一點,她說指出:「技術性障礙並沒有社會性障礙那麼多。」

除了缺乏公眾的支持,碳捕獲計劃因產生二氧化碳而受到抨擊。源自於新構想的的CPG則可改變這一切。馬丁說:「從在這些位址產生的地熱能量,可以運轉所有的幫浦以及其他所需的和其他電力系統,這種做法可以使碳捕捉技術在經濟上可行。」不但減少大氣中二氧化碳排放量,也降低電力流失量。

由於化石燃料庫存耗盡,石油價格水漲船高,諸如CPG的計畫,可能會愈來愈有吸引力,如果我們真的嚴肅地看待我們對於大氣的衝擊,甚至勢在必行。也許真有一天,地熱能源和碳捕捉說不定會做成像是3年前激發馬丁和吉米靈感的那個加油站。

資料來源:Carbon dioxide could fight global warming

論文引用:Randolph, J., & Saar, M. (2011). Combining geothermal energy capture with geologic carbon dioxide sequestration Geophysical Research Letters, 38 (10) DOI: 10.1029/2011GL047265

翻譯:陳品潔

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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia