在全球应对气候变化的紧迫形势下,地质碳储存(Geologic Carbon Storage)技术被视为实现温室气体减排和长期碳清除的关键解决方案之一。通过将二氧化碳注入地下稳定的地质构造中,能够避免大气中温室气体浓度的进一步增加,从而助力达到《巴黎协定》的减排目标。然而,尽管技术本身潜力巨大,全球范围内地质碳储存的实际可用容量和安全性却受到诸多风险和环境因素的制约。近期科学研究通过空间精确的风险评估,提出了一个谨慎的全球地质碳储存极限,约为1460亿吨二氧化碳,这一估计较之前的乐观值大幅缩减,这为未来气候战略规划提供了重要参考。地质碳储存的基本原则是将捕获的二氧化碳安全且持久地封存于地下沉积盆地。优质储存地通常位于深度适宜、具备良好封盖岩层和稳定地质构造的沉积岩盆地中。
这些区域既包括海上专属经济区内的沉积盆地,也包括陆地上的地质储存区。技术成熟的碳捕集与储存设施主要依托于这些沉积盆地,通过注入深层盐水层或废弃油气田,利用其天然的地质封闭性实现二氧化碳的持久封存。然而,地质环境的复杂性以及人类活动和生态保护的需求,对储存容量和位置提出了严格限制。风险因素包括地震诱发的断层活动可能导致二氧化碳泄漏,地下水体酸化及有毒金属释放对人类健康的潜在威胁,以及地表基础设施安全等。特别是在靠近人口密集区的地质储存,必须设定安全缓冲区以保障公共安全。此外,政策法规和公众接受度也构成重大限制。
目前某些国家对地质碳储存持限制甚至禁止态度,限制了项目的推进和扩展。虽然科学界通常认为全球沉积盆地可储存10000至40000亿吨二氧化碳,行业评估也得出类似数字,但结合环境、地质和社会风险的综合预防性分析后,全球实际可安全利用的储存容量大幅缩水至约1460亿吨。这一谨慎估计表明,地质碳储存虽是减缓气候变化的关键环节,但不是无限制的资源。气候模型和减排情景显示,2030年至2100年间,若要达到1.5摄氏度和2摄氏度的全球温控目标,全球碳储存需求将急剧增长,年注入规模可能会上升至数十亿吨,远超当今运营中的四千九百万吨。大规模的碳储存应用若缺乏严格的早期减排措施,风险将显著加大,储存达限将提前发生。这意味着未来各国必须权衡地质碳储存资源的分配,优先支持不可避免的排放源减排,避免存储资源被化石燃料的持续开发过度占用。
数据显示,现今大型化石能源生产国如美国、俄罗斯和中国拥有相对丰富且风险较低的地质储存资源,而许多发展中国家和经济体则缺乏这类资源,需通过国际合作和碳储存权利交易实现公平配置。由此,地质碳储存的有限性引发了深刻的公平、责任分配和国际治理问题。储存资源需以跨世代视角进行管理,避免因当前过度利用导致未来世代受损。未来气候政策应更加透明,明确各国碳储存使用的具体规划和安全防范策略。为了最大化碳储存的气候效益,应优先考虑高效减排措施和多元化的碳利用路径,包括绿色氢能、电气化技术与自然基碳汇等,降低对地质碳储存的依赖。同时,研究和开发碱性岩石矿化等新型碳封存媒介,为扩展整体储存容量提供可能。
面对不确定的地质条件和长周期风险,碳捕集与储存行业还需广泛开展地质调查、监测及技术革新,保障注入安全与封存稳定性。除技术层面,治理机制的完善同样关键。国际海洋法及相关公约为跨境地质储存提供合作框架,但尚缺乏完整法律体系,限制了公共资源的联合利用和风险分担。未来国际社会须加强合作制定明确的责任归属和监管程序。最终,科学界呼吁将地质碳储存视为有限且宝贵的环保公共资源,不可无限制开发。正确认识并尊重这一谨慎极限,将引导全球气候行动走向更加务实、可持续和公平的未来。
在全球承诺遏制气候变暖、推动绿色低碳转型之际,清晰界定地质碳储存的行星极限,既是科学研究的使命,也是政策制定的基础。通过谨慎评估储存容量,综合环境和社会风险,形成理性分配和使用方案,全球才能在碳达峰和碳中和的道路上迈出坚实步伐,为地球生态与人类福祉筑牢绿色屏障。 。
