二氧化碳运输和封存

借助CCUS技术管理工业排放，防止有害二氧化碳温室气体（GHG）排放至大气环境中，应用日趋广泛。上述方法能够确保高碳排放工艺满足监管目标，受到人们的青睐。通过提高过程效率或使用可再生能源减少温室气体排放的潜能受限时，这些方法就变得尤为重要。

人们重点聚焦高效碳捕集方法开发，与此同时，价值链下游也存在大量机会。捕集到的二氧化碳气体需要进行压缩处理，变为液态二氧化碳。随后，安全运输至指定地点利用或封存。诸多因素应当统筹考虑，包括运输距离、地质构造、现有基础设施、环境影响，以及运输成本。

目前，管路运输、车辆陆运和轮船海运是三种主要方式。不同方式的适用场合各不相同。无论采用哪种方式，建立功能性物流都离不开创新的解决方案和强大的基础设施，以确保CCUS技术在减排战略中长期、持续地发挥效益。

管路运输是陆上大量输送二氧化碳较为成熟、经济可行的方式。部分情况下，现有天然气管路可以直接用于二氧化碳运输，是利用现有基础设施的高性价比解决方案。能够尽可能地减少新设施建造对环境的影响。

如果管道重新用于二氧化碳运输，前期需要进行细致评估。按需进行修改，确保化合物的不同组分性质相互兼容，主要是满足腐蚀性和更高压力的要求。通常，天然气管路耐压90 bar (1,300 psi)，而远距离运输二氧化碳的压力有时候高达 150 bar (2,175 psi)。

卡车和铁路运输的灵活度较高，适合较短距离内的小体量二氧化碳运输，尤其适合管路设施有限的地区。应用范围较广，适合碳捕集点和当地封存设施之间的二氧化碳运输。此外，还可以从不同源头采集较小体积的二氧化碳，将其送至中心枢纽，方便后续进行较大批量的运输。然而，车辆长途陆运二氧化碳的成本较高，尤其是卡车运输，会造成交通拥堵，产生柴油燃料排放。

安全高效运输二氧化碳必须遵守相关法规和纯度标准的要求。各地具体法规存在差异，但普遍认定高浓度二氧化碳具有一定危险性。运输过程受类似各地天然气管理规定的法规监管。安全处置法规包括管道完整性、泄漏防范和应急处理。

此外，二氧化碳纯度对于终端应用和运输安全都至关重要。水、硫化氢、氮氧化物等杂质会引发化学反应，造成腐蚀，导致产品缺陷。

成功交付的二氧化碳直接在工业生产过程中使用，或者安全封存，防止排放至大气环境中。岩层地质结构是常用碳封存点。目前，深海封存正引起越来越多的关注。

二氧化碳被注入地下深处的指定位置，通常在地下水位的千米之下。所选位置为现有地下储层，包括枯竭油气田、深部盐水层，以及无法开采的煤层。多孔岩层一般用无孔隙的“盖岩”密封，防止二氧化碳泄漏。

地下封存技术能够安全封存二氧化碳数千年。据美国地质调查局（USGS）估算，美国地质构造可以封存近3,000千兆吨二氧化碳。 选择合适的封存地点需要大量的地质勘探和建模分析，以确保地层结构的完整性。同时，也有助于减小潜在风险，比如诱发地震和污染地下水资源。

在可预见的未来，地质封存仍是相对可行的选择。但研究人员仍在积极探索其他封存方法。比如矿物碳化封存技术，模拟自然界的地质过程，使二氧化碳与地质元素发生反应，固化成稳定的碳酸盐矿物，实现长期碳封存。长期封存前景广阔，但需要耗费大量能源，在成本、可扩展性和资源可用性方面仍障碍重重。

另一种方式是将二氧化碳注入海底岩层。比如欧洲的北海，巨大的砂岩层可以封存约1000亿吨二氧化碳， 相当于全球近三年时间的二氧化碳排放总量。

选用合适的测量仪表，高精度监测CCUS全过程，对于保证过程效率、安全性、环境完整性至关重要。在运输过程中必须测量管路内和接收站的二氧化碳压力、温度、流量和质量，确保安全运输和精准计量交接。

无论选择哪种封存方式，全面监测都至关重要，有助于确保长期场地完整性，防止二氧化碳泄漏排放至大气环境中。采用技术先进的高精度气体检测系统，有效跟踪封存点的二氧化碳，帮助用户随时了解二氧化碳的移动和状态。连续可靠测量有助于及早识别潜在异常和泄漏，及时通知相关人员，快速采取干预措施，尽可能降低环境风险。

捕集到二氧化碳之后，必须确定二氧化碳的去向及运输方式。公共和个体利益相关者持续研究和大量投资，帮助兴建运输和储存基础设施，才能满足减少温室气体排放的需求。有助于提高CCUS设备的技术实力和经济可行性，促进其在工业领域内的普及推广。

从工业生产过程中捕集二氧化碳，是CCUS价值链中至关重要的第一步。同时，CCUS技术长期、持续地发挥效益，也有赖于开发安全、高效和可持续的运输、利用和永久储存解决方案。管路、陆路、海上运输是主流运输方式，地质封存是合适的储存方式。

提高过程效率、开发其他方案，需要政府、制造企业、研究人员、社区的协同工作，共同应对技术、经济、监管和社会等诸多挑战。针对性投资有望在未来几十年内提高CCUS技术对温室气体减排的积极影响，帮助工业实现宏伟的净零运营目标，打造更可持续的未来。