低碳技术知多少

全球刚刚过去的一个冬天似乎在某种程度上讽刺着哥本哈根会议召开的必要性，地球是否真的会因为太热了而毁灭？还是这些迹象只表明一个新的世纪循环结束了呢？这些都不可预见。但能看到的是，二氧化碳及一些有害气体排放的增加确实给地球带来了灾难，气候变化也确实影响着各个物种的生活状态（起码南极企鹅和北极熊会拼命地点头）。因此，低碳生活已流行开来，同时也就需要低碳技术在背后的支撑。

Photo courtesy Gary Meek/Georgia Tech
佐治亚理工学院毕业生Jeffrey Drese正从沙子中提取一种可以固碳的物质，可能在不久的将来用于控制汽车尾气。
低碳技术是指涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门开发的有效控制温室气体排放的新技术。科学家们把其分成三类：第一类是减碳技术，比如煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发技术等。第二类是清洁能源技术，也就是说压根儿就没碳什么事儿，没恋爱也就无法失恋，比如核能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源技术。第三类就是去碳技术，伤心到再也不能忍就分手了，典型的就是二氧化碳捕获与封存(Carbon Capture and Storage，CCS)。
减碳技术就如同父母破产的富二代，一般人认为一个富二代在家族破败后才想到努力奋进，如果没有破产的威胁他就只会骄奢淫逸，吃喝玩乐，而这还得是能认识到问题且知悔过的富二代。
目前减碳技术广泛应用于电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等高能耗、高排放领域。如煤层气恰恰就是这种技术的运用。煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷），是主要存在于煤矿的伴生气体。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。但这都是它燃烧后的好处，如果一直破不了产且不严加管理直接排到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。所以我们对于煤层气的开采就是帮助一个富二代在家族企业破产后重新生活的过程，方式一般有两种：一是地面钻井开采；二是井下瓦斯抽放系统抽出。通过这两种方法可以有效减排温室气体，同时使其作为一种高效、洁净新能源。
清洁能源如同千面女郎的魅力四射，目前主要用于发电。其中太阳能更是光芒万丈，她能化身成各种所需要的能源还不依靠任何能耗。光—热—电、光—电是两种最基本的变装形式。前者即利用太阳辐射所产生的热能发电。光能本身不能发电，总不能穿着睡衣去参加聚会吧，所以需要换上漂亮的衣服。这件衣服就是用集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。后者的基本原理是将太阳辐射能直接转换为电能，咦，这不就是穿着睡衣去晚会了吗？

Nicolle Rager Fuller/NSF
太阳能集热器的使用可以增强太阳能板的使用效率。
但是如果一个叫太阳能板（就是我们老能看到的屋顶上一排排黑的东西）的人是主办者，并且说Party的主题是梦游，那就会产生一种光生伏打效应的通行证让光能直接变为电能，只是抱歉的是这位主办者是由半导体物料（例如硅）制成的。
 
千面女郎的功力当然不止这些，利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式以及通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程对她来说都是小菜一碟，而且菜单上已经有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻了。
如果想和二氧化碳彻底的说拜拜，碳捕获与碳封存似乎是不错的方法。这一设想包括将人类活动产生的碳排放物捕获、收集并存储到安全的碳库中，以及直接从大气中分离出CO2并安全存储。由此，不用再由于其带来的危害而吵得天翻地覆，而是直接通过碳封存的方法将其打入冷宫，眼不见、心不烦，需要做的就是建造多一点冷宫或者把冷宫装修得好一点，这样二氧化碳就会去享受了。

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通常一公顷阔叶林一天可以消耗1000千克的二氧化碳，释放730千克的氧气。
陆地生态系统是最原始的冷宫模式。陆地植物在其生长过程中，需要利用CO2合成有机物，因此以森林再造、限制森林砍伐等方式来实现的碳封存被认为是最具经济效益的方式。其次，对于定点源的人类排放，如油井、化学工厂、火力发电厂等，传统的方法并不能够满足二氧化碳的需要，于是就需要装修漂亮后的海洋或是深地质结构层来唬唬人。如果装修还不顶用，那就买些昂贵的叫微量营养素（如铁）和常量营养素（如氮和磷）的家具或者电器放到海洋中。音响一放，家具一摆，浮游植物的光合作用就会增加，从而产量也就上去了，对于二氧化碳的吸引也就加大了。然后借助生物链的扩增让二氧化碳的彻底转变成叫有机碳的另外一种生物，因为有机碳懂得重力沉降、矿化等原理所以就乖乖的自己跑去了冷宫。另外，还可利用化学和生物技术睁一只眼闭一只眼地让二氧化碳和钙镁硅酸盐勾搭在一起，产生出来的碳酸镁或是二氧化碳包合物（CO2 clathrate）的前途也是光明的，同时还省去了冷宫的造价。可问题接踵而来，现在房价这么贵，装修也尽是陷阱，所以这分手的买卖是否能够只赚不赔还是个未知数，况且这造冷宫的技术也不知是否纯熟，二氧化碳住进去保不齐就使使坏跑了出来。如果单纯指望着钙镁硅酸盐之类的把它娶走，那还不知要等多久。毕竟，这化学反应也不是一朝一夕的事儿。