将碳气体储存在洞穴是从化石燃料中获取清洁能源的最佳途径

　　一套有望在四年后取得首批成果的技术，旨在解决当今世界最大的油气开采挑战之一：大气中的二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)排放。

　　这项创新是2018年申请的一项专利的成果，它包括将油井在采油过程中产生的二氧化碳和甲烷注入盐穴，以减少碳气体的排放量。

　　第一个试验洞穴可能在2022年建成，是由FAPESP和壳牌公司(Shell)建立的气体创新研究中心(RCGI)进行的研究成果，该研究中心总部位于圣保罗大学理工学院(Poli-USP)。RCGI是圣保罗研究基金会(FAPESP)与企业合作资助的工程研究中心(ERC)之一。

　　这就是碳捕获存储(CCS)的概念。在这种情况下，二氧化碳储存在盐层本身的大洞穴中。这可能是在生产过程中从化石燃料中获取清洁能源的最佳途径之一，Poli-USP教授、RCGI协调员胡里奥•梅尼吉尼(Julio Meneghini)说。

　　2019年2月11日至12日，FAPESP伦敦周在伦敦举行，梅尼吉尼是第一天的演讲者之一。

　　进行初步测试的岩洞的位置尚未确定，但预计将位于盐下油田所在的地区之一。在这一初始阶段，它的大小可能只有该技术满负荷运行时使用的洞穴的一半：高450米，宽150米。

　　根据Meneghini的说法，巴西将是世界上第一个使用这一概念的国家，该模型可以出口到其他国家。除了储存二氧化碳，洞穴还可以储存甲烷，并利用重力将两种气体分离。由于CH₄，也被称为天然气，密度较低，它将保留在洞穴的顶部，以备以后使用。二氧化碳则会储存在较低的部分。

　　研究人员预计，到2022年，至少会进行初步的洞穴建造测试。最乐观的预测是，2022年将是这个洞穴开始运营的第一年。

　　碳气体捕获

　　研究人员说，不仅仅是洞穴，还有随之而来的各种创新，比如超音速气体分离器、优化拓扑结构的压缩机，以及用于分离气体的石墨烯纳米管薄膜。

　　考虑到那里的极端压力条件，新的二氧化碳压缩机对项目的运作至关重要。从水线到海底的距离是2000到3000米。这和其他变量使得气体处于超临界状态。

　　它有液体的密度和气体的粘度。因此，有必要为此专门设计一台压缩机。梅尼吉尼说：“我们开发了一种新的方法，可以精确地优化压缩机，使之适应超临界流体的条件。”

　　与二氧化碳洞穴相关的另一项技术是气体分离器。另外，由于盐下条件的存在，人们正在为二氧化碳和甲烷混合物的每一种成分研制可变几何形状的超音速分离器。

　　除此之外，石墨烯纳米管薄膜也被开发出来以尽可能少的能量损失来分离气体。

　　在乙醇生产过程中也会发生碳气体捕获。捕获的气体可以储存或用于食品工业，用于生产碳酸饮料。梅尼吉尼说，通过这样做，可以得到负的排放值。他解释说，实验仍在小规模范围内进行。

　　这些技术是在全世界人均能源需求不断增加，以及根据全球气候变化需要减少排放的背景下出现的。

　　（原文来自：每日科学 新能源网综合）