普林斯顿大学(Princeton University)研究人员的一项分析显示，如果公共基础设施投资得当，未来6年内，美国目前在全球范围内捕获和储存的二氧化碳排放量可能会增加一倍。
作者在《美国国家科学院院刊》上提议建立一个管道网络，将美国中西部乙醇精炼厂的二氧化碳废物转移到德克萨斯州西部的油田。然后，通过一种名为“强化采油”(enhanced oil recovery)的技术，将捕获的碳泵入几近枯竭的油田。在这种技术中，二氧化碳帮助回收剩余石油，而最终被困在地下。
研究人员发现，这种捕捉和储存网络每年可以防止多达3000万吨的人为制造的二氧化碳进入大气，相当于减少道路上的650万辆汽车。目前，全球每年捕获和储存的二氧化碳约为3100万吨。
普林斯顿大学的研究人员已经为美国提出了一个管道网络，该网络每年将捕获、运输和储存多达3000万吨的地下二氧化碳排放——相当于从道路上清除650万辆汽车。这个网络(中间的粗蓝线)将把美国中西部乙醇精炼厂的二氧化碳废料(绿点)转移到德克萨斯州西部的油田。美国中西部的乙醇精炼厂每年排放4300万吨二氧化碳，目前距离现有的二氧化碳管道(橙色线)很远，而且基本上不位于适合储存二氧化碳的地质构造之上(米黄色区域)。
国会在2018年的《两党预算法案》中通过了一项税收抵免，以鼓励对碳捕捉和储存的投资，这激励了两位作者。他们的分析表明，只有在税收抵免与低息政府贷款相结合，为必要的管道基础设施提供资金的情况下，这种大规模的捕获和存储网络才有可能实现，而且对使用这种网络的公司来说也是有利可图的。如果政府只为一半的管道提供低成本贷款，由此形成的小规模网络每年仍将吸收1900万吨二氧化碳。
“新的税收抵免是当今世界上最重要的激励碳捕获、利用和储存(CCUS)的政策，”美国科学促进会(AAAS)驻华盛顿的国会科学与工程研究员、第一作者瑞安·爱德华兹(Ryan Edwards)说他今年在普林斯顿大学获得了土木和环境工程博士学位。爱德华兹在研究生时代曾与普林斯顿环境研究所(PEI)所长、环境研究教授、土木和环境工程学教授迈克尔•西莉亚(Michael Celia)合作进行这项分析。
爱德华兹说:“这是我们第一次有一项政策摆在我们面前，让我们认真考虑大规模部署。”“不同层次的人对CCUS都很感兴趣，而且得到了两党的支持。目前还没有一个计划来解释这是如何发生的，以及会是什么样子。”
联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，简称ipcc)已确定，碳捕捉是减少二氧化碳排放、将地球平均温度保持在比工业化前水平高出2摄氏度以内的关键组成部分。爱德华和西莉亚报告称，要做到这一点，预计到2050年，每年需要收集和储存5000万到1万吨二氧化碳。
作者发现，只有在2018年国会通过税收减免，鼓励对碳捕捉和储存技术的投资，同时政府为管道基础设施提供低息融资的情况下，最可行的管道网络(上图)才有可能实现。被捕获的碳被运往德克萨斯州后，将被泵入几近枯竭的油田，在那里，二氧化碳有助于回收剩余的石油，而最终被困在地下。拟议中的管道将有助于满足日益增长的石油需求，同时可能限制在环境敏感地区开采新的国内油井。
西莉亚说，尽管如此，由于缺乏政策支持和单个项目前期成本高昂，碳储存基础设施的实施一直受到阻碍。
西莉亚说:“为了让CCUS有大规模开发的机会，必须建立必要的基础设施。”他说:“这包括用管道把二氧化碳从被捕获的地方运送到可以使用的地方。我们的研究为建造这样一条管道提供了经济上可行的路线图，这将是美国大规模ccu的关键第一步。”
爱德华兹说，类似的大型基础设施，如州际高速公路系统和电网，都是在政府的资助和协调下建成的。
爱德华兹说:“我们的分析显示，要在短期内实现大规模部署，除了税收抵免之外，还需要更多的公众支持。”“这些事情就是这样做的——政府扮演着关键角色。最近的一个很好的例子是德克萨斯州政府在清洁能源基础设施方面的领导能力，这使得那里的风能热潮成为可能。”
爱德华兹和西莉亚把重点放在乙醇精炼厂上，因为他们生产的气体中99%以上是二氧化碳，这使它成为最具成本效益的捕获气体之一。他说，相比之下，燃烧煤炭的副产品只有10%到15%是二氧化碳，而且捕捉技术很昂贵。从煤或天然气中捕获二氧化碳的成本为每公吨50-75美元，而从乙醇中获取二氧化碳的成本约为每公吨20-30美元。
爱德华兹和西莉亚写道，与此同时，中西部的乙醇精炼厂——每年生产4300万吨二氧化碳——远离现有的二氧化碳管道，也不位于适合储存二氧化碳的地质构造之上。
爱德华兹说，常规的油井采收率约占岩石中石油总量的40%。他说，向油藏中注入二氧化碳可以开采更多的石油，通常可以再开采15%左右。二氧化碳从表面的石油中分离出来，然后气体被送回地下，最终被困在那里。
爱德华和西莉亚在报告中写道，他们提出的这一网络可以将美国的石油采收率提高50%。目前，美国的石油采收率因缺乏负担得起的二氧化碳而受到限制。
爱德华兹说:“这对气候和国内能源安全来说是双赢的。
他说:“全球石油需求预计将持续到2050年以后，因此需要新的石油生产。”“如果必须增加石油产量，我们在国内现有油田生产石油，要比在北极等地钻探新油井或从新边境进口石油环保得多。同时能够隔离捕获的碳，这使得整体技术极具吸引力。”
西莉亚说，这个拟议的网络仍然可以防止二氧化碳的排放，远远超过它帮助开采石油所产生的二氧化碳。
西莉亚说:“碳排放问题的规模如此之大，任何单一的技术都无法解决它。”“在可预见的未来，化石燃料很可能是一个重要的能源来源。CCUS是目前唯一可以解决碳排放问题的技术，同时仍然允许使用化石燃料。目前对低碳能源未来的所有预测都包括大量ccu。”
9月18日，发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上的论文《美国实现碳捕获、利用和封存的基础设施》(Infrastructure to enable to deployment of carbon capture, utilization, and storage in The United States)发表。这项工作由普林斯顿环境研究所(PEI)通过减少碳排放倡议(PEI- program in Science, Technology and Environmental Policy, PEI- step)研究生奖学金资助;以及2017年普林斯顿大学安德林格能源与环境中心的能源与环境硕士研究生奖学金。