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CO_2捕集与封存研究进展及其在我国的发展前景
随着人类经济和工业的快速发展，燃烧化石燃料等人类活动所产生的二氧化碳（CO2）排放不断增加。这些排放带来的环境问题对全球气候和生态系统造成了巨大威胁。因此，CO2的捕集和封存技术被认为是应对这些挑战的可行方案。本文将介绍CO2捕集和封存技术的研究进展和在中国的应用前景。
CO2捕集技术
CO2捕集技术是指从燃烧或工业过程中的排放气体中获得CO2并将其储存或使用的技术。CO2捕集技术分为化学捕集、物理捕集和生物捕集三种。
化学捕集是利用吸收剂将CO2与废气中的其他气体分离。例如，氨选择性吸收剂（ASA）可将CO2从燃煤电厂中的排放气体中分离出来。磷酸二氢钾溶液可以从电厂烟气中捕集CO2。化学吸收剂的制备和再生是CO2捕集中的主要问题。
物理捕集技术包括吸附、膜分离和冷凝。吸附可以用于高浓度的CO2捕集，例如天然气加工厂。膜分离技术可以将CO2从其他气体中选择性地分离出来，例如用于空气分离。冷凝用于低温CO2捕集，例如从木材和废弃生物成分制备生物燃料。
生物捕集技术基于生物碳固定。大多数生物捕集基于植物或藻类的二氧化碳直接固定，将其转化为有机物，从而将这些有机物固定在土壤或其他生物质中。这项技术需要大量土地和水，同时需要解决扩展该技术的可行性和实用性的问题。
其中，化学捕集和物理捕集技术是最成熟的技术。
CO2封存技术
CO2封存是指将捕集的CO2储存到地下，例如盐穴、煤层、油气藏等。这项技术可以在降低二氧化碳排放的同时将其长期封存。CO2封存技术主要有三种，包括注入封存、能量压缩平衡和矿化封存技术。
注入封存技术是将捕集的CO2压缩并通过管道注入地下盐穴、油气藏等。由于CO2是比较稳定的物质，因此可在地下封存多年。然而，漏气、地震活动和人为损坏等问题是需要考虑的挑战。
能量压缩平衡技术是使用CO2在水体中产生热量，并将该热量用于发电、供暖或制冷。此项技术主要应用于工业过程和大型客户端供暖和制冷。
矿化封存技术是指将CO2经过反应和矿化作用转化为石灰岩、碳酸盐矿等固体物质，经过数百年后CO2被完全固定。这项技术需要长期研究和改进，但是在长远的时间尺度上，对减缓气候变化产生重要的作用。
在中国的发展前景
中国是全球最大的二氧化碳排放国家，因此全球对中国在CCS技术方面的进展格外关注。随着国内对减排的强势政策和CCS技术的政策支持，中国的CCS技术发展前景是非常广阔的。截至2019年，中国已经成功实现了一些CO2捕集和封存试点项目，如天津石化CCS试点项目、中国石化鄂尔多斯煤矿区CCS试点项目等。同时，中国政府还积极鼓励和支持国内新技术的发展和应用，如碳捕集、氧化还原CO2转化和储存等新型技术。因此，中国的CCS技术发展前景是乐观的，我们相信在不久的将来中国将能够在全球气候减排和环境保护方面产生重大影响。
总结
CO2捕集和封存技术是应对气候变化和环境保护方面的重要技术之一。该技术已经在全球范围内得到广泛研究和应用。其中，化学捕集和物理捕集技术是最成熟的技术。在中国，政府已经积极支持和推动CCS技术的发展，取得了一些成功的试点项目。随着技术和政策的不断发展，CCS技术的应用前景是乐观的，这将有助于中国推进全球气候减排和环境保护目标的实现。