減排好幫手：林業廢棄物遇上地熱

【科技創新世界潮】

◎實習記者 張佳欣

能源是一把雙刃劍。它改善了人們的生活，支撐了大規模經濟增長。但由於約80%的能源來自碳氫化合物燃料的燃燒，這也導致大氣中二氧化碳含量的增加。

但是，如果可以顛覆能源與排放的關係，情況會如何？重要的是，需要一種既能發電又能從大氣中去除二氧化碳的技術。好消息是，這項技術已經存在。

新西蘭政府公佈首個減排計劃，提出在未來4年內撥出29億新西蘭元（約合人民幣123.38億元）資助農業、建築、能源、交通等領域的一系列減排項目。

澳大利亞《對話》雜誌近日刊文稱，新西蘭正處於“脱碳”的絕佳位置。作者認為，隨着新西蘭二氧化碳價格創下每噸80新西蘭元（約344元人民幣）的歷史新高，以及海外公司宣佈將投入數十億美元的資金購買碳補償，新西蘭可以通過跨行業合作成為世界脱碳的“帶頭人”。

BECCS是實現碳中和目標的技術方向之一

文章作者研究瞭如何利用林業廢物燃燒發電，同時捕獲碳排放並將其封存到地熱田中。

人造碳匯是一種工程系統，可以永久地從大氣中去除二氧化碳。典型的技術之一是生物能源與碳捕獲和儲存（BECCS），即通過將燃燒的有機物質，如樹木、生物垃圾等產生的二氧化碳注入地下深處永久儲存來實現減排。一個額外的好處是，其燃燒過程中釋放的能量可以用作碳氫化合物能源的替代品。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的最新報告中表示，要將全球變暖幅度控制在1.5攝氏度以內，緩解途徑必須包括BECCS技術。然而，這項技術仍然是一項新技術，目前世界上只有幾家工廠在大規模運營。

成本是一大障礙。新的項目需要昂貴的管道來運輸二氧化碳，並需要深度注水井將其儲存在地下。由於二氧化碳比水更有浮力，人們也擔心儲存在地下的任何氣體隨着時間的推移可能會泄漏出來。

這就是地熱田可以派上用場的地方。地熱在新西蘭是一種可靠的能源，提供了該國近20%的電力。新西蘭使用深井來開採地下的熱水水庫，然後熱水通過管道網絡到達產生電力的蒸汽渦輪機。之後，水被抽回地下，這就防止了水庫的“乾涸”。

生物能源和地熱能結合在一起可以產生比單獨的地熱能更多的電力。新西蘭的地熱系統已經具備了成功的BECCS項目所需的基礎設施：管道、注水井和渦輪機。現在，需要做的是弄清楚如何將這兩項可再生技術結合起來。

當“用樹發電”的BECCS遇上地熱田

《對話》雜誌文章建議，通過燃燒林業廢物，可以將地熱水增壓到更高的温度，從而產生更多的可再生能源。然後，生物質燃燒產生的二氧化碳可以被溶解到地熱水中，再被注入到地下。

冰島和法國的經驗表明，在地熱水中溶解二氧化碳比直接注入二氧化碳要好。液態二氧化碳的壓縮價格昂貴，而新技術降低了新基礎設施的成本，並意味着為正常的地熱系統工程而建造的回注井（將流體置於地下的系統）可以被繼續使用。

與密度低於水且容易上升的純二氧化碳不同，重新注入的碳化水會下沉。只要生產並重新注入等量的地熱水，二氧化碳就會安全地溶解，在那裏它將慢慢變成石頭並永久被“困住”。

初步模型顯示，地熱BECCS可能會產生負排放，每千瓦時約為-200至-700克二氧化碳。與天然氣發電廠每千瓦時約400克的正排放相比，這是能源與排放的“戲劇性逆轉”。

預計一個160兆瓦的地熱BECCS系統每年可以鎖定100萬噸二氧化碳，相當於減少20萬輛汽車上路。這些可以通過碳排放交易計劃進行交易，為農業或水泥等脱碳進展緩慢的行業爭取寶貴的時間，使其降至淨零排放。

此外，新西蘭的大部分地熱田都位於大片森林附近。據估計，每年的林業廢棄物產生量約為300萬立方米。作者表示，與其讓它們腐爛，不如將其轉化為地熱BECCS和脱碳的寶貴資源。

地熱BECCS的成功將開啓新西蘭地熱發電機、製造商和林業部門之間的新夥伴關係。林業所有者可以幫助將木材廢料轉化為寶貴的資源並降低門檻成本。最重要的是，地熱運營商可以利用其龐大的回注井永久鎖定大氣中的碳。

隨着新西蘭政府收緊排放預算並在氣候緊急響應基金中加大投資，現在正是讓地熱BECCS成為減排好“幫手”的最佳時機。