中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：參考消息網(wǎng)2月10日?qǐng)?bào)道美國(guó)《大眾科學(xué)》月刊網(wǎng)站近日發(fā)布題為《海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)可以在需求低的日子里儲(chǔ)存二氧化碳》的文章，作者為美國(guó)哥倫比亞大學(xué)教授戴維·戈德伯格，現(xiàn)將文章編譯如下：
在美國(guó)馬薩諸塞州和紐約州沿海，開(kāi)發(fā)商們正準(zhǔn)備建造美國(guó)首批得到聯(lián)邦政府批準(zhǔn)的公用事業(yè)規(guī)模的海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)——總共74臺(tái)渦輪機(jī)，可以為47萬(wàn)戶(hù)家庭供電。還有十多個(gè)東海岸的海上風(fēng)電項(xiàng)目正在等待審批。
拜登政府的目標(biāo)是，到2030年使海上風(fēng)力發(fā)電量達(dá)到30千兆瓦，足以為1000多萬(wàn)戶(hù)家庭供電。
用風(fēng)能等清潔能源取代以化石燃料為基礎(chǔ)的能源對(duì)阻止氣候變化造成的日益嚴(yán)重的影響至關(guān)重要。但這種轉(zhuǎn)變發(fā)生的速度不夠快，不足以阻止全球變暖。人類(lèi)活動(dòng)向大氣中注入了大量二氧化碳，因此我們還必須從空氣中清除二氧化碳并永久封存。
海上風(fēng)電場(chǎng)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，既能做到這兩點(diǎn)，又能省錢(qián)。
作為一名海洋地球物理學(xué)家，我一直在探索將風(fēng)力渦輪機(jī)與直接從空氣中捕獲二氧化碳并將其儲(chǔ)存在海底天然儲(chǔ)存庫(kù)的技術(shù)相結(jié)合的可能性。這些技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以降低碳捕獲的能源成本，把對(duì)陸上管道的需求降至最低，從而減少對(duì)環(huán)境的影響。
有幾個(gè)研究團(tuán)隊(duì)和科技初創(chuàng)企業(yè)正在測(cè)試能夠直接從大氣中吸收二氧化碳的直接空氣捕獲裝置。這項(xiàng)技術(shù)行得通，但迄今為止的早期項(xiàng)目既昂貴又耗費(fèi)能源。
這些系統(tǒng)使用過(guò)濾器或液體溶液，從吹過(guò)的空氣中捕獲二氧化碳。過(guò)濾器一旦滿(mǎn)了，就需要用電力和熱來(lái)釋放二氧化碳并重新開(kāi)始捕獲循環(huán)。
這一過(guò)程要想實(shí)現(xiàn)凈負(fù)排放，能源必須是無(wú)碳的。
目前世界上最大的主動(dòng)式直接空氣捕集廠通過(guò)使用廢熱和可再生能源來(lái)做到這一點(diǎn)。這個(gè)位于冰島的工廠隨后將捕獲的二氧化碳注入地下的玄武巖中，在那里，二氧化碳與玄武巖發(fā)生反應(yīng)并鈣化，變成固體礦物。
類(lèi)似的過(guò)程也可以在海上風(fēng)力渦輪機(jī)上實(shí)現(xiàn)。
如果把直接空氣捕獲系統(tǒng)與海上風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)合起來(lái)，它們將直接從多余的風(fēng)能獲得清潔能源，并可以將捕獲的二氧化碳直接輸送至海底之下儲(chǔ)存，從而減少對(duì)大規(guī)模管道系統(tǒng)的需求。
研究人員目前正在研究這些系統(tǒng)在海洋條件下如何運(yùn)轉(zhuǎn)。直接空氣捕獲技術(shù)在陸地上的應(yīng)用才剛剛開(kāi)始，而這項(xiàng)技術(shù)很可能需要進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)惡劣的海洋環(huán)境。但現(xiàn)在就應(yīng)該開(kāi)始進(jìn)行規(guī)劃，以便使風(fēng)電項(xiàng)目定位為利用碳儲(chǔ)存場(chǎng)所，并設(shè)計(jì)成可以共享平臺(tái)、海底基礎(chǔ)設(shè)施和電纜網(wǎng)絡(luò)。
使用不需要的多余風(fēng)能。
風(fēng)能本質(zhì)上是間歇性的。對(duì)能源的需求也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電能力大于需求時(shí)，生產(chǎn)就會(huì)減少，可以使用的電力就會(huì)流失。
未使用的電力可用來(lái)清除空氣中的碳并將其封存。
例如，紐約州的目標(biāo)是到2035年擁有9千兆瓦的海上風(fēng)力發(fā)電。預(yù)計(jì)這9千兆瓦每年可提供27.5太瓦時(shí)的電力。
根據(jù)美國(guó)歷史上的棄風(fēng)率，隨著海上風(fēng)力發(fā)電廠的擴(kuò)建以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，預(yù)計(jì)每年將有825兆瓦時(shí)的電力盈余。假定直接空氣捕獲的效率繼續(xù)提高并達(dá)到商業(yè)目標(biāo)，這些多余的能源可用于每年捕獲和儲(chǔ)存超過(guò)50萬(wàn)噸二氧化碳。
這是在系統(tǒng)只使用會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)的多余能源的情況下。如果系統(tǒng)使用更多風(fēng)能，其碳捕獲和儲(chǔ)存潛力會(huì)增加。
聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）預(yù)計(jì)，為把全球變暖幅度控制在比工業(yè)化前水平低1.5攝氏度以?xún)?nèi)，本世紀(jì)必須從大氣中清除1000億至1萬(wàn)億噸二氧化碳。
研究人員估計(jì)，美國(guó)東海岸計(jì)劃開(kāi)發(fā)的海上風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目附近的海底地質(zhì)構(gòu)造能夠儲(chǔ)存超過(guò)5000億噸的二氧化碳。玄武巖很可能也存在于該地區(qū)的一連串被掩埋的盆地中，從而增加儲(chǔ)存能力，使二氧化碳能夠與玄武巖發(fā)生反應(yīng)并隨著時(shí)間的推移而固化，但地質(zhì)勘探尚未對(duì)這些沉積物進(jìn)行測(cè)試。
同時(shí)規(guī)劃這兩件事既能節(jié)約時(shí)間又能節(jié)約成本。
新建帶有直接空氣捕捉能力的風(fēng)電場(chǎng)既可向電網(wǎng)輸送可再生能源，又可為碳捕獲和儲(chǔ)存提供多余的電力，從而優(yōu)化這一大規(guī)模投資，實(shí)現(xiàn)直接的氣候效益。
但這需要在施工前很早就開(kāi)始進(jìn)行規(guī)劃。啟動(dòng)風(fēng)電與儲(chǔ)存并舉的海洋地球物理調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)要求和審批流程可以節(jié)省時(shí)間，避免沖突和改善環(huán)境管理。（編譯/王海昉）
