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大规模CO2的技术减排将面临严重的安全、社会及生态问题

已有 4523 次阅读 2008-5-6 17:11 |个人分类:气候变化|系统分类:科研笔记

大规模CO2的技术减排将面临严重的安全、社会及生态问题

 

一、温室气体排放现状简介

就全球的情况看,自工业革命以来,西方国家依靠无节制地消耗自然资源和能源,支持其经济和社会发展,特别是上世纪以来,依靠世界廉价的石油资源,进行粗放式的生产扩张和奢侈的生活享受,在70年代石油危机之前,其能源消费的增长基本上都快于GDP的增长。发达国家对化石能源无节制的消费,导致大气中CO2的浓度急剧增长,已从工业革命前的280×10-6上升到目前的380×10-6。人类活动导致的温室气体排放中,80%以上是化石燃料消费的CO2排放。

据有关资料,近年来全球二氧化碳排放量增长速度在加快,甚至可能比联合国政府间气候变化专门委员会所设想的最坏情形还要糟糕。在20世纪90年代,二氧化碳排放量的年平均增长率为1.1%,但这一数字在2000年至2004年间上升到3.3%

在排放比例方面,发达国家过去、现在和未来相当长的时期都是温室气体的主要排放者,从1860-1990年,发达国家的CO2排放占全球78%,而其人口的比例1990年仅为22%。发达国家的人均CO2排放为3.25t-C/人,而发展中国家仅为0.48t-C/人,中国为0.55t-C/人。

据中国有关专家初步估算,2004年中国温室气体排放总量约为61亿吨二氧化碳当量(扣除碳汇后的净排放量约为56亿吨二氧化碳当量),其中二氧化碳排放量约为50.7亿吨,甲烷约为7.2亿吨二氧化碳当量,氧化亚氮约为3.3亿吨二氧化碳当量。从1994年到2004年,中国温室气体排放总量的年均增长率约为4%,二氧化碳排放量在温室气体排放总量中所占的比重由1994年的76%上升到2004年的83%

目前,我国是仅次于美国的第二大温室气体排放大国,二氧化碳排放量占世界13.5%.由于我国经济的快速发展和能源消费的增长,可能在不久的将来超过美国成为第一排放大国。

二、大规模CO2的技术减排将面临严重的安全、社会及生态问题

首先需要肯定的是人为活动产生的温室气体排放增多,会产生增暖现象。值得肯定的是,从人类社会可持续发展的角度,大力倡导节能减排无疑是正确而明智的。

实施CO2技术减排最主要的困难不是技术本身,而是由此带来的安全问题(包括战略危险)、社会问题以及隐藏的生态危险,即大规模CO2的技术减排可行性不高。

尽管目前一些环保人士在大力推进或倡导CO2减排,从京都议定书的签订,到巴厘岛会议的召开等等,CO2减排的问题已经成为举世瞩目的国际政治问题,国际社会不可谓不重视,但目前的现实是进入21世纪,全球的CO2排放量较之以前呈加速增长趋势。

就目前的情况看,少量“作秀式”的CO2技术减排相对于日益增加的能源消耗及日益增长的CO2排放量,无异于杯水车薪,没有任何的实际意义,只有大规模地实施CO2技术减排,才可能遏制全球性CO2排放的加速增长。

但是大规模地实施CO2技术减排是否能对全球气候产生实质性的影响,我们谨表示怀疑。由此所必然导致的问题,这里初步加以分析。

首先,CO2分离、捕集将直接导致发电机组供电效率的大幅度降低,据估算,在中国电厂全面实施CO2的技术减排将至少使发电效率降低10个百分点,相当于电力技术倒退30年。输运及储存将花费巨额的投资。如果还要满足人们日益增长的能源需求,则必然加剧化石能源的枯竭。

但是,这些还不是最重要的。事实上,其运输及储存的安全、社会及生态问题才是最重要的。因为CO2在常温常压下处于非常稳定的气态,要高密度地储存(比如35/11MPa)就必须进行压缩并冷却,要消耗巨大的能量不说,关键是远离热力学平衡态,因此不安全因素巨大,突发灾害性事故的可能性将永久性存在。

尽管CO2本身是无毒无味的,但是一旦因为某种原因使CO2扩散出来,必然会造成附近很大区域范围内的大气缺氧,对该区域范围民众的生命财产将是一种严重的威胁,同时可能造成严重的生态灾难。我们知道火电厂之所以采用烟囱对其燃烧产物进行高空排放,是为了污染物的有效扩散,以减小对地面居民生活的直接影响,而捕集压缩后的CO2只能储存在地下,一旦扩散,没有向高空的快速扩散条件,其潜在的威胁之大是显而易见的。

对比核废料的储存,储存CO2的威胁可能更大。核废料的体积通常比较小,一般不会自行对外扩散,因此其威胁范围是有限的,但是即便如此,人们还都十分担心核废料储存的威胁。而大规模技术减排要处理的CO2的体积非常大,CO2气体又具有很强的沿地面的扩散能力,从战略角度讲,这种扩散能力很可能使CO2的储存点成为战争时期敌方攻击的目标。需要特别加以指出的是,中国以煤为主要燃料,大规模储存CO2的战略危险非常巨大。

有人说可以采用“碳酸盐类储存”就没有上述威胁的存在。但是如此固化后的产物不仅质量、体积将数倍或数十倍的增大,而且必然成为“伪减排”。众所周知,石灰石湿法烟气脱硫就是利用CaCO3固化SO2的,但是它是以增大CO2排放为代价的。盐类固化CO2最简单的化学反应式就是CaOCO2CaCO3,而自然界没有CaO氧化物的存在。

值得指出的是,CO2的分离与捕集虽然是一个难题,但仅仅只是一个技术难题,从热力学及技术角度,实现CO2的分离与捕集完全是可行的,其运输和储存难题不是技术性的,但所面临的社会难题才是其无法逾越的,尤其是储存。

试想,一个文明、和谐的社会,实施这样一个具有潜在威胁的大型项目,是必须征求相关民众意见的。尽管目前许多人在积极推动CO2的减排,但是可以设想,如果CO2输运管道经过他()的居住地,或者将其储存在他()的居住地附近,我们不难想象他()会采取什么样的态度!

尽管CO2减排是为了所谓的全球气候和生态问题,但实施CO2技术减排本身所带来的安全、社会和生态问题就非常大。因此,可以肯定CO2的大规模捕集、输运和储存是不可能真正实施的。

不难想象,随着CO2减排问题研究与实施的开展,许多问题将不断显现出来。

 



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