在新能源技术尚未完善的今天,世界每天都在被能源和环境问题困扰。更多的化石燃料需要被开采和消耗,向大气中释放更多的二氧化碳,对环境造成更大的损害。那么有没有一种两全其美方式,既能够增加能源产量,又能够减少大气中的二氧化碳呢?近年来迅速发展的二氧化碳石油回采技术(CO2-EOR)让这个看起来有些痴人说梦的理想变得现实起来。
　　CCS(碳捕捉和存储)是目前公认的比较有潜力的减少大气中二氧化碳的方案。CCS是指捕获大气中或工业生产的二氧化碳,经过一些处理,埋藏于地下的安全场所,达到控制和减少大气中二氧化碳含量的目的。然而,目前CCS还面临很多难以解决的问题。最主要的矛盾在于,捕捉和埋藏二氧化碳需要消耗大量能源,而目前能源的主力——化石能源恰恰又会产生大量的二氧化碳。
　　此外,对二氧化碳进行捕捉和存储的成本很高,需要大量专门的技术设备投入。在技术相对领先的欧洲,目前碳捕集成本约为每吨70欧元,而面对动辄上万吨、甚至百万吨的减排需求,其综合成本是相当惊人的。美国伊利诺伊州曾经进行过一个“未来发电”的项目,对CCS进行了认真尝试,但最后无奈宣告取消,原因就是预计成本从8亿多美元增加至18亿美元。另一方面,寻找安全的埋藏地点,保证埋藏的二氧化碳不会泄露也是一个必需解决的问题。
　　天然气石油工业经过上百年的发展,积攒了很多的技术设备,比如运输管道设备、气体压缩技术等,都是CCS项目所必需的;大量油井气田也是非常有利的二氧化碳埋藏地。这些似乎为CCS提供了一个可能的切入点。近二三十年来,CO2-EOR的发展和成熟,真正将CCS与石油工业联系起来。IPCC在2005年对发电厂的CCS技术投资进行过估算,应用CCS技术使发电成本增加约0.0l～0.05美元/度,但如果项目中包括CO2-EOR,会使CCS造成的额外发电成本下降约0.01～0.02美元/度。
　　
　　用二氧化碳采油
　　
　　用二氧化碳帮助开采石油,这主意并不新鲜。
　　20世纪初石油工业刚刚兴起的时候,石油公司在油田上方打出油井,仅仅靠着地下的压力使石油自然流出地面。当地下压力逐渐减少,石油流不出来,油田就废弃了。实际上,这些自然流出的石油通常只占油田储量的10%,还有近90%的石油仍然在地下的岩层中闲置。第二次世界大战后,石油工业开发出“二次回采”技术。石油公司通过向地下泵入水或同油混在一起的天然气,能从地下继续开采出一部分石油。但这也只能使石油的开采率提高到30%左右,仍然有多达70%的石油在地下继续闲置。如果能将这些剩余石油再开采30%,即开采率提高到60%,岂不是相当于将现有世界石油储量再增加一倍?
　　石油附着在岩石或沙砾的表面,就像盘子表面的食用油一样,而且比食用油更加黏稠。开采石油就像洗盘子,得想办法把油和盘子分离。小部分的石油在“二次回采”中被水冲洗出来,但大部分石油依然牢牢附着在岩石和沙砾的表面。一些科学家就想到,洗盘子光用冷水是洗不干净的,得用热水才行;而石油更加黏稠,可能需要更高温度的流体来驱赶才更有效。1952年,美国大西洋炼油公司的几名工程师就提出了将二氧化碳注入油井中的技术,并获得专利。在高温高压下,二氧化碳和石油混合会形成低粘度、低表面张力的流体,这使得石油更容易与沙粒分开并析出;二氧化碳还能够入侵并占据很多之前水无法到达的细小缝隙,这也有助于驱赶出更多的石油。这就是二氧化碳回采技术,它能够将石油的开采率进一步提高到60%-70%。
　　1972年1月,世界上第一个商业化的CO2-EOR工程在美国德克萨斯州的凯利