政策新闻
多国尝试二氧化碳奇妙用途
发布时间:2014.11.28  浏览次数:
 


德国一火力发电厂工人手持收集液体二氧化碳的管子。
本报驻英国、德国、日本特约记者: 霍斯欧 青木 李珍 本报特约记者: 张紫涵

    二氧化碳虽是造成全球变暖的祸首,但一直以来作为工业原料,它的用途十分广泛,如炼钢、生产阿司匹林的过程都需要二氧化碳。不过,真正将二氧化碳作为减排手段加以利用是这两年才开始的。欧美国家近年来开发了很多二氧化碳的新用途——食品保鲜,给大型计算机服务器降温,甚至参与生产汽油,堪称五花八门。
    二氧化碳可以直接利用
    在英国,有不少食品企业利用二氧化碳来为食物保鲜。氧气是万物存活所需的气体,但也正是食物腐坏的主要诱因。在二氧化碳的隔离下,无论是蔬果还是鲜花都不会因受到氧化而变质。二氧化碳还可以用来给配备大型计算机的机房降温。英国有两家公司合作开发了一项利用二氧化碳给计算机的刀片服务器降温的技术。首批采用该技术的冷却系统已经被安装在英国帝国理工学院。这一冷却系统安装在服务器机柜的后方,能“捕获”风扇排出的热量。
    日本丰田公司与日本专门经营种子和树苗的白山公司合作,共同创立了丰田花卉科技公司,目的是利用二氧化碳来培育植物,即让二氧化碳参与植物的光合作用过程,将二氧化碳吸收。当然工业排放的二氧化碳气体等不能直接拿来用于养花,丰田公司对电力生产过程中产生的二氧化碳实施去氮处理,就可以被植物吸收。
    二氧化碳还可以用来杀灭害虫。日本三菱公司利用“在高压状态下突然减压会使物体膨胀”的原理,给稻谷等粮食输送二氧化碳,二氧化碳就会突然渗透到各种粮食害虫的成虫、幼虫体内,但渗透不进粮食当中。然后将气压升高到30个大气压,在持续数分钟后突然减压,所有的害虫以及虫卵都会身体胀裂而死,而粮食则不受影响。这种方法比化学杀虫要健康得多。
    德国一家工业气体制备公司将液态二氧化碳用于干洗衣物,并开设了运用这种新技术的洗衣店。它的工作原理是:先将脏衣服放入可密封的洗涤筒内,再开启相关设备抽出筒内空气,然后注入液态二氧化碳,并添加一种特制的可降解洗涤剂。通过转动洗涤筒使液态二氧化碳渗入衣服纤维,吸附油脂和污染物。与普通干洗使用的干洗溶剂相比,液态二氧化碳更加健康环保。整个洗衣过程中,仅有约2%的二氧化碳挥发到空气中,其余的仍可循环使用。
    目前,欧洲国家谈论比较多的是碳捕捉与封存技术,是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集并压缩后,压回到枯竭的油田或其他安全的地下场所。向油田回注二氧化碳还能增加地层压力,将石油从岩层中驱出,提高油田采油率。
    将二氧化碳转为其他资源
    德国弗劳恩霍夫学会环境安全与能源技术研究院正在开发一种新的模型铸造方法,利用二氧化碳作为溶剂导入高分子材料,塑造出从有色隐形眼镜到抗菌门把手等各种高科技产品。这种新工艺比传统灌注工艺更加温和,而且二氧化碳不可燃,无毒且廉价。
    今年2月,德国拜耳公司等企业和研究机构还在德国科研部资助下启动一个试点工程,利用发电厂排放的二氧化碳废气生产聚氨酯。聚氨酯可用作建筑保温材料。如果试点工程证实这一工艺在经济和环保方面可行,德国将于2015年将其纳入正式生产计划。
    据美国《国家地理》杂志近日报道,美国能源部桑迪亚国家实验室正在进行一项“从阳光到汽油”的科研计划,即利用新技术在太阳能的作用下将二氧化碳转化成燃料。这项研究通过收集和汇聚阳光为超强光束,进而形成金属氧化物环。环在阳光驱动下旋转,经过温度变化后,与二氧化碳和水结合,从而释放氧气或从分子结 构中提取氧原子。这种化学反应留下了碳分子或氢气,这是碳氢化合物燃料的结构单元,也就是我们熟悉的燃料如汽油的主要成分。
    日本科学家致力于将海底二氧化碳转化为天然气的研究。日本海洋与地球科技研究社的研究者打算利用细菌将海床下2000米深处的二氧化碳转变为甲烷,甲烷是天然气的主要成分。不过该计划目前还面临一个难题,就是如何激活细菌和加快转换过程。在自然条件下,通过细菌将二氧化碳转换为甲烷需要几十亿年,而科学家们希望在5年内研究出激活细菌的方法,并将转换过程缩减为100年。
    美国劳伦斯伯克利国家实验室日前发布消息:他们有望利用二氧化碳带动地热发电。该技术把二氧化碳注入地下3000米深、125摄氏度的沉积层。高温的二氧化碳被抽取到地面,压入涡轮机将热能转化为电能。
    新技术成本高,投入大
    如今,研究和开发利用二氧化碳的新技术已经成了一个潮流,很多研究机构和企业都已经或正在开始进行此类研究。德国慕尼黑工业大学设有专门研究二氧化碳作为原料的研究机构——二氧化碳催化活化中心。美国能源部、美国海军、麻省理工学院及专注于此类研究的碳科学公司等,也在进行相关的项目。
    尽管利用二氧化碳的前景非常乐观,但开发者们仍然面临一些难题。比如二氧化碳捕获技术中收集器的造价高昂、硬件设备的耐久化亟待提高等都是有待攻克的难题。其中,新技术所需的大量资金问题尤为突出,为此,去年美国能源部拨款174亿美元用于辅助全国12项利用二氧化碳的计划,包括发电厂排放气体的利用、 以海藻制造生物质能的产业应用,以及将二氧化碳转化为燃料与化学品等。