1　碳捕集與封存技術(shù)概述

1.1　氣候變化已成為全球性挑戰(zhàn)

大氣監(jiān)測結(jié)果表明，大氣層中CO2含量正在增加，與工業(yè)化以前的280mL/m3的水平相比，目前的大氣層中CO2濃度接近400mL/m3。大氣層中CO2濃度的增加，使其吸收了更多的原本向太空輻射的地球紅外線，最終導(dǎo)致全球變暖。全球平均溫度在20世紀(jì)上升了大約0.74℃，并且升溫速率也在逐漸加快，全球的最熱記錄也在不斷刷新[1，2]。自有記錄的1895年以來，2012年是美國48個州最熱的年份，而2012年也是排名第十的最熱年份，已統(tǒng)計(jì)的10個最熱年份中9個出現(xiàn)在2000年以后。

全球氣候變暖帶來的主要危害包括冰川加速融化、海平面持續(xù)上升、極端氣候增加、農(nóng)作物大量減產(chǎn)、物種滅絕加速，給人類的生存和社會的發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

據(jù)2014年世界氣象組織報(bào)告，由于冰川融化，進(jìn)入21世紀(jì)以來全球海平面每年上升0.3cm，而在20世紀(jì)該上升速率為每年0.16cm。如果按照目前的趨勢繼續(xù)發(fā)展，全球一半人口生活的沿海區(qū)域?qū)⒈谎蜎]。太平洋島國目前已經(jīng)感受到了被淹沒的危險(xiǎn)（圖1-1），圖瓦盧則被稱為“即將消失的海上明珠”[3]。在2009年11月發(fā)布的《長江流域氣候變化脆弱性與適應(yīng)性》報(bào)告指出，近30年來，中國上海沿海海平面上升了11.5cm，高于全國沿海平均上升的9cm。到2030年，上海相對海平面將比2010年上升12cm，到2050年上升25cm。如果不采取積極的防御措施，到2050年，上海存在被海水侵入的可能。

由于全球氣候變暖，極端天氣事件諸如颶風(fēng)、干旱、極端熱浪、厄爾尼諾現(xiàn)象等也頻頻出現(xiàn)，物種滅絕也在逐漸加速。研究表明，在氣候變暖的影響下，極端熱浪的發(fā)生頻率已經(jīng)由每1000天1次變?yōu)槊?00天1次（圖1-2）。《自然》雜志上發(fā)表的文章指出，到2050年全球氣候變暖將使得地球上15%～37%的物種滅絕（圖1-3）。生物多樣性的大幅下降，將使人類的生存環(huán)境受到很大的威脅[4]。

圖1-1　南太平洋島國基里巴斯范寧島（面臨被淹沒的危險(xiǎn)）

圖1-2　2014年法國格拉貝爾跨夜暴雨后景象

圖1-3　正在消失的珊瑚礁