斯坦福大学 信用:CC0公共领域 也许减缓气候变化的最好希望——在地下捕获和储存二氧化碳排放——仍然难以实现，部分原因是其经济可行性的不确定性
为了澄清这一点，斯坦福大学和卡内基梅隆大学的研究人员已经估算了该过程关键阶段的能量需求
他们的发现发表在4月8日的《环境科学与技术》杂志上，表明管理和处理高盐度卤水——高效地下碳固存的副产品——将对能源和排放造成巨大的损失
他们的工作量化了不同管理场景的惩罚，并提供了一个框架，使该方法更节能
该研究的资深作者、斯坦福大学土木与环境工程副教授梅根·莫特说:“为地质碳储存设计大量新的基础设施系统，并了解它们如何与其他工程挑战交叉——在这种情况下，管理高盐度卤水的难度——对于最大限度地增加碳效益和降低系统成本至关重要。”
实现清洁、可再生能源的未来不会一蹴而就
这条道路上的一座桥梁将涉及到随着化石燃料的使用逐渐减少，如何处理二氧化碳排放——全球变暖的主要温室气体
这就是碳封存的来源
虽然大多数气候科学家都认为有必要采用这种方法，但碳储存基础设施的全生命周期成本却鲜为人知
咸味挑战 该分析的一个重要方面是了解我们将如何管理卤水，即从地下水库中提取的高浓度盐水，以增加二氧化碳存储容量并最大限度地降低地震风险
盐水储层是最有可能储存捕获的二氧化碳的地方，因为它们很大而且无处不在，但是提取的盐水的平均盐浓度比海水高近三倍
这些卤水要么需要通过深井注入进行处理，要么进行脱盐处理，以便进行有益的再利用
将它抽到地下——一种用于石油和天然气工业废水的方法——与地震频率增加有关，并导致公众强烈反对
但是淡化盐水的成本和能源消耗都要高得多，部分原因是热脱盐技术的效率限制
这是一个必不可少的、复杂的步骤，可能会有巨大的代价
整个局面 这项新的研究首次全面评估了美国各种碳运输、储层管理和盐水处理方案中与盐水管理相关的能源损失和二氧化碳排放
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研究人员重点关注与燃煤电厂碳储存相关的盐水处理，因为它们是该国最大的二氧化碳来源，是最具成本效益的碳捕获目标，其位置通常代表二氧化碳点源的位置
或许不足为奇的是，该研究发现，优先考虑处理后再利用的盐水管理方案的能耗更高
事实上，根据这项研究，盐水管理将对每吨二氧化碳造成最大的后捕获和压缩能量损失，其数量级比碳运输大
“天下没有免费的午餐，”该研究的主要作者蒂莫西·巴塞洛缪说，他曾是卡内基梅隆大学的土木与环境工程研究生，现在为美国能源部国家能源技术实验室的承包商凯逻辑系统公司工作
“即使是碳储存的工程解决方案也会带来能源损失，并导致一些碳排放
因此，我们需要尽可能高效地设计这些系统，以最大限度地提高其碳减排效益
" 前进的道路 解决方案可能就在眼前
研究人员称，盐水管理的能量损失可以通过优先在低盐度储层中储存、最小化盐水提取率和限制盐水回收的程度来降低
然而，他们警告说，这些方法会带来运输成本、能源损失、储层存储容量和二氧化碳注入地下储层的安全速率之间的权衡
评估权衡对于最大限度地减少二氧化碳排放、最小化财务成本和限制环境外部性至关重要
“大多数深度脱碳途径都与水有关，”莫特说，他也是斯坦福森林环境研究所的研究员
“关键是充分详细地了解这些限制，以便围绕它们进行设计或开发减轻其影响的工程解决方案
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