如果我们能够捕获碳，那么就有足够的能力将其存储在海上地质岩层中

20多年来，Equinor在北海的Sleipner油田一直将二氧化碳注入海底地层。

人类将需要利用碳捕集与封存技术来帮助将全球变暖保持在2摄氏度或更低。最新研究表明，在海上地质岩层中，有足够的空间来储存捕获的二氧化碳。

政府间气候变化专门委员会（IPCC）说，碳捕集与封存（CCS）将在帮助世界减少二氧化碳排放中发挥至关重要的作用。

然而，全球范围内发起的CCS项目只有不到十二个，部分原因是成本高昂，而且还因为技术可行性的不确定性。

当决策者本周在马德里结束会议，讨论遏制全球变暖的下一步措施时，一项新的研究表明，在世界范围内的大陆架上，已经有足够的合适的储存二氧化碳的存储空间。

该可视化图说明了如何将二氧化碳注入Sleipner油田的海底地质构造中。Equinor于1996年开始向地层中注入二氧化碳。自那时以来，已向该地层注入了超过2000万吨的二氧化碳。这相当于一千万辆汽车的年排放量。

这项发表在《自然科学报告》上的研究还表明，完全有可能在相对较短的时间内开发出足够多的二氧化碳注入井，从而达到IPCC的目标，即使用CCS在2050年之前实现全球减排量的13％。

挪威作家兼教授菲利普·林格罗斯（Philip Ringrose）表示：“这项研究的伟大之处在于，我们通过计算在2度（Celsius）情景下实现减排所需的井数，扭转了脱碳挑战。”科学技术大学和特隆赫姆Equinor研究中心的地球科学家。

“事实证明，这仅是历史石油工业的一小部分，即全球约12,000口井。在5-7个大陆CCS枢纽中共享-每个区域仅约2,000口井。非常可行！但是我们需要尽快破解。”

压力，而不是体积，决定因素

Ringrose和他的合著者，得克萨斯大学经济地质局的Tip Meckel首先考察了世界各地的大陆架，以了解储存二氧化碳的能力。

如果世界决定投资于碳捕集与封存，那么工业界就有能力和技术来增加二氧化碳注入井的产量。图为2018年北海的Askepott钻机。

先前关于海上可利用的存储量的研究主要着眼于大陆架上不同岩层的估计体积。作者认为，然而，岩层应对压力的能力在确定可以安全存储CO2的位置时更为重要。

那是因为将CO2注入岩层会增加岩层中的压力。如果压力超过地层可以安全处理的压力，则可能会产生裂缝，从而需要尽早关闭项目。

分类系统和历史

在这种假设下，研究人员开发了一种根据其储存二氧化碳的能力对不同储存形式进行分类的方法。在这种方法下，A类地层是没有明显压力限制的那些，因此最容易使用；而B类地层是那些可以将CO2注入系统达到一定限制的地层，而C类地层是那些压​​力会达到一定程度的地层。必须积极管理以允许注入二氧化碳。

“我们认为，从早期使用二氧化碳注入到没有明显压力限制的含水层（A类），到限制压力含水层中的二氧化碳存储（B类），再到流域规模的压力管理（C类）的过渡，研究人员写道：“全球存储技术发展战略类似于历史上的石油和天然气生产战略。”

作者说，从本质上讲，随着将二氧化碳注入近海地层的经验不断增长，使用B级和C类地区的能力将得到改善，这与地质学家和石油工程师在过去数十年中在从越来越多具有挑战性的近海中开采碳氢化合物方面取得的进步一样编队。

我们能否足够快地进行钻探？

拥有足够的空间来存储二氧化碳是一回事-您还必须将其足够快地注入到存储层中，以达到IPCC到2050年每年估计需要6至7吉吨二氧化碳的水平。

相比之下，“四个现有的大型项目每年可注入400万吨二氧化碳。研究人员写道：“如果考虑所有19个正在运营的大型CCS设施以及另外4个正在建设中的设施，它们的年捕集能力将达到3600万吨。”这显然是不够的，因为千兆吨是10亿吨。

研究人员写道，尽管如此，石油和天然气行业的历史表明，提高实现2050年IPCC目标所需的技术和基础设施是非常可行的。假设每口井的平均注入速率，他们计算到2050年全球将需要运行10000多个CO2井。

尽管这个数字看似庞大，但它相当于过去70年来墨西哥湾开发的石油量的5倍，是挪威人在北海开发的石油量的5倍。

研究人员写道：“通过这种分析，很明显，在2020-2050年的时间范围内实现全球CCS所需的井速，是历史石油开采活动所部署的历史井速的可控制的一部分。”

Ringrose的合著者Meckel说：“通过本文，我们为CCS实现目标提供了可行的详细途径。”“这是一个非常大的锤子，我们现在可以使用它来减少我们的排放量。”

这项研究是由NTNU和德克萨斯大学经济地质局的墨西哥湾沿岸碳中心资助的，在Equinor的支持下。

参考：P.S.Ringrose和T.A.Meckel于2019年11月29日发表在《科学报告。
10.1038 / s41598-019-54363-z