冰岛的可再生能源是什么意思

冰岛，是北大西洋中的一个岛国。位于大西洋和北冰洋的交汇处。冰岛是世界上最环保的国家，冰岛的能源来自于地热能源以及对氢的利用，可以说在冰岛80%的能源是可以再生的，甚至在未来可能成为百分百绿色再生能源。

瑞士是街上第二环保国家，全境以高原和山地为主，有“欧洲屋脊”之称。[整个瑞士的国民全部采用可再生能源以及环保产品，而且瑞士人会参加环境的清洁，以保持生活的环境，在瑞士人们更注重采用单车代替汽车，尤其一些小城镇中更是禁止运输车辆。

哥斯达黎加经济主要是农业和电子元件出口。是中美洲地区经济较发达国家，已经取得相对较高的生活水平，土地所有权普遍扩张，而且旅游业蓬勃发展，同时由于是中美洲和南美洲的文化交汇处而拥有多样的文化。被称为“中美洲瑞士”。哥斯达黎加是美洲比较小的国家，然而在环保上极为重视，在一些政策中将保护森林列入，还会大规模的植树造林，以保证生活的环境。

瑞典王国简称“瑞典”，是一个位于斯堪的纳维亚半岛的国家，北欧五国之一，首都为斯德哥尔摩。它西邻挪威，东北与芬兰接壤，西南濒临斯卡格拉克海峡和卡特加特海峡，东边为波罗的海与波的尼亚湾。是北欧最大的国家。在瑞典也在有效的推广植树造林，保护生态环境，在瑞典出台了一些政策对化石燃料的减少使用，期望降低气候的变换和污染。

挪威意为“通往北方之路”，北欧五国之一，位于斯堪的纳维亚半岛西部。挪威领土南北狭长，海岸线漫长曲折，沿海岛屿很多，被称为“万岛之国”，领土与瑞典、芬兰、俄罗斯接壤，属地还包括斯瓦尔巴群岛和扬马延岛。首都为奥斯陆。由于全球气候变暖情况严峻，挪威也在积极改善环境，在挪威使用生态燃料以及再生能源，以起到改善环境。

法国是一个本土位于西欧的半总统共和制国家，海外领土包括南美洲和南太平洋的一些地区。法国是使用可在成能源的国家，法国使用生物燃料，广泛使用太阳能发电，凡是使用太阳能产品的家庭能够获得一定的减税，从而推广太阳能发电以及相关的设备。

奥地利是一个位于欧洲中部的议会制共和制制国家，下含九个联邦州，作为一个内陆国家，与多国接壤，东邻是匈牙利和斯洛伐克，南邻意大利和斯洛文尼亚，西邻列支敦士登和瑞士，北邻德国和捷克。首都维也纳，是奥地利最大的城市奥地利与捷克共同合作，在环保上力求创建一个美丽的生态花园国、绿色环保国，在国家中很多政策中都会出现环保的方面的情况。

毛里求斯为非洲东部一岛国，位于印度洋西南方，距马达加斯加约800公里，与非洲大陆相距2200公里。作为火山岛国，毛里求斯四周被珊瑚礁环绕，岛上地貌千姿百态，沿海是狭窄平原，中部是高原山地，有多座山脉和孤立的山峰。毛里求斯恐怕是在非洲的国家中，对环境保护的做的最好的国家了，毛里求斯推进国家对再生能源的使用，以及采用水力发电。

哥伦比亚国土位于南美洲西北部。伟大的拉丁精神充斥在这个国家的任何一个角落，而那些加勒比沿岸具有殖民地色彩的小城、壮观的国家公园、宏伟的安第斯山脉和美丽的热带雨林。在哥伦比亚有着大量推行环保的政策，降低森林的砍伐、保护自然资源、拯救灭绝动物，使用可再生资源等。

古巴，国名源自泰诺语“coabana”，意为“肥沃之地”、“好地方”。古巴是北美洲加勒比海北部的群岛国家，哈瓦那是古巴的经济、政治中心和首都。古巴是现存世界为数不多的五个社会主义国家之一，而且是美洲唯一的社会主义国家。在古巴为了减少污染和废弃的排放，建立了大量的水力发电站，使水力发电用来作为生活用电和工业用电。

按顺序排列，冰岛环保第一。

冰岛国家电力公司Landsvirkjun已经削减了它将为一些行业提供的电力，包括炼铝厂和比特币矿商。

该电力公司的一名代表报告称，由于一系列问题，该公司被迫减少了对西南部比特币矿商和各种工业设施的能源分配，这些问题包括发电站的问题、水库水位低以及从外部供应商获取能源。

长期以来，这个国家一直在吸引挖矿业务，因为该国拥有丰富的地热能，这些地热能可以产生廉价而充足的可再生能源供应。但据Landsvirkjun称，从12月7日起，在一段未知的时间内，任何来自挖矿业务的新的电力请求都将被拒绝。

加拿大的 Hive Blockchain Technologies、Genesis Mining和Bitfury Holding是在冰岛开设设施的三家主要比特币挖矿公司。

近十年来，矿工们一直在冰岛努力实现环保型比特币挖矿的承诺。2013年，Cloud Hashing将100台矿机转移到了冰岛。2017年11月，奥地利公司HydroMiner GmbH通过首次代币发行(ICO)筹集了约280万美元，用于直接在冰岛发电厂安装矿机。

该国只有不到1%的电力是由不可再生能源产生的。

该国的铝冶炼行业受电力分配不足的打击最为严重。12月7日，铝价上涨1.1%，反映出近期需求激增和当前电力供应紧张造成的供应瓶颈。

2021年，绿色区块链倡议在全球范围内开始流行。在苏格兰格拉斯哥举行的COP26会议上，思想领袖们讨论了能源密集型的比特币挖矿。GloCha气候赋权行动联合公民组织(UCO)在这次大会上启动了，它将利用区块链技术来推进气候变化目标。

今天我们聊一聊冰岛，冰岛共和国，简称冰岛，是北大西洋中的一个岛国。位于大西洋和北冰洋的交汇处，北欧五国之一，国土面积为10.3万平方千米，人口约为32万，是欧洲人口密度最小的国家。 冰岛，听这名字就感觉非常冷。但是这个地方的气候不是特别冷，冰岛虽然位于北极圈边缘，但受北大西洋暖流影响，气候适宜。虽然地处北极圈附近，冬季气温并不低，夏季气温也就在7-12℃之间。冬季的最低气温也就-2摄氏度，所以无论什么季节，都有可能下雨和下雪。对于我这个东北人来说，冰岛的气温不冷。所以呢，冰岛是托了温带海洋气候的福。，像我们这群东北人，深受温带季风气候的洗礼，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，冬季零下三十摄氏度的天气还是有的。靠近北极圈那当然会有极昼极夜的现象了。你所以呢，也是一些地理爱好者，旅游爱好者一个向往的地方。冰岛呢，你也可以叫他"火岛"，就那么大点儿的岛国居然有200到300座火山，总之就是冰火两重天。         冰岛地热资源丰富，温泉很多。渔业、水力和地热资源丰富，别的自然资源匮乏，石油嘛就得需要进口了。可开发的年水力发电量为640亿度，地热能年发电量可达72亿度。冰岛人对于可再生能源利用还是不错的。          冰岛和其他西欧国家的气候还是很相似的，就是适合长草，种植小麦都不太实际，种植水稻就更不可能了。所以冰岛的农业主要是以畜牧业为主。冰岛这些国家国土面积不大，人口呢，还比较稀少。可以用小国寡民这个词来形容。所以呢，这个国家就没有什么特别大的数据，牲畜多少只都是可以数过来的，不像别的国家说我国的奶牛约有多少头，我国的羊约有多少头，而人家冰岛都将牛羊马的数目都精确到个位数了，比如、据1980年统计，冰岛有羊827,927只、马52,346匹，牛59,933头，猪12,965头，家禽310,724只。所以说这个国家完全可以用小国寡民这个词来形容。但冰岛这个国家也十分富裕，冰岛几乎不怎么现在世界舞台上，除了踢踢足球，大家听到维京战吼，看到他们精彩的球技。虽然，前几天冰岛在世界杯比赛上遗憾退场，但人家的足球影响力也是非常大的。       相信将来会有越来越多的人到冰岛旅游，冰岛的经济也会发展的越来越好，期待冰岛有一个更美好的明天。，冰岛就先讲到这里。有机会的话我们还可以再聊聊冰岛，讲讲他们的国徽等等。

冰岛人口不到30万，面积为10.3万平方公里，是世界上地壳运动最活跃的地区之一。这里自古冰川与火山并存、地震与地热孪生，素有“研究地质变迁的天然博物馆”之称。全岛有火山200多处，其中活火山30余座，平均每5年就有一次火山喷发。水温高于200℃的高温地热区26个，天然温泉800余处。首都雷克雅未克地区就曾经因温泉出露而热气腾腾。该市因此而得名，冰语意为“冒烟的港湾”。冰岛因此成为世界上地热资源最丰富的国家之一。热能储量巨大，如全部加以利用，每年可发电800多亿度。一方面的原因是，冰岛地处欧亚和美洲两大板块之间的扩展中心，大西洋中脊经由冰岛西南部向东北部贯穿全岛，且每年以大约2厘米的速度向两侧扩展。地堑式的断裂活动使地幔上隆，岩浆热源的热量不断传递到地表。另一方面，当地年降水量为2000毫米，水源补给充足。地下水在含水层中不断被加热便形成地热资源。冰岛地下3公里范围内的地热资源储量为3000万亿度电；技术上可利用部分为100万亿度电。目前的开发利用总量仅为可利用地热总量的百万分之1~2。也就是说，如果按照这个速度开发利用当地地热资源，冰岛的地热资源可以开发50~100万年。冰岛独特的地理位置和地质条件造就了一块水热合一、冰与火交融的神奇土地。大冰川下面是涌动着的活火山，地热奇观随处可见。由于大西洋暖流的影响，北纬66度的地理位置，气候却并不如人们想象中那样寒冷。年平均气温5摄氏度。尽管如此，生活在这里的人们对于能源的需求比世界其他地方的人们要大得多。地热发电带动能源密集型产业冰岛地热发电始于1969年，20年前我第一次去冰岛的时候，地热利用规模并不大，全国装机容量只有40兆瓦左右。加上直接利用的热量，地热能占一次能源的比例约为30％，与水力发电和石油比肩相当，“三一三十一”。20年后，冰岛的能源消耗翻番，地热发电装机容量达到575兆瓦，增加了15倍之多。2007年全年地热发电量3579吉瓦时，比2006年增长36％。88％的房屋供暖采用地热，热能直接利用人均世界第一！地热能在一次能源中所占的比例已经达到66％，真可谓今非昔比！在深钻机不停的轰鸣声中，能源局官员乐观地预计，要不了多久，装机就可能达到吉瓦级。雷克亚内斯是冰岛西南部的一个半岛，远远望去，海湾上矗立着一座小岛，形状极似面包。近看眼前，一座座玻璃、水泥结构物也形似面包，却是刚刚启用的地热电厂厂房。目前，该电厂装机容量为100兆瓦。来自电厂的尾水流量达到4~5个流量。我们来到地热开采井区考察时注意到，地表热显示依然强烈，令人为电厂的进一步增容增强信心。Hellisheidi电厂是新落成的地热电厂，今年装机达到123兆瓦。未来还有扩展405兆瓦的能力。现代化的厂房和电机、新型井口设备，给人留下深刻印象。电解制铝业是高耗能行业。正是地热发电带动了蓬勃发展的电解制铝业，它为电能找到了大用户，又反过来带动了地热能源的大发展。据说铝矿原料来自澳大利亚。在冰岛电解制成的铝产品销往全球，市场看好。2003年，铝的总产量为26.6万吨，出口创汇总额为4.42亿美元，占当年出口总额的19%。近期，美国铝业已签署协议投资冰岛的地热能源项目，若成功将为世界带来首个地热发电的铝熔炉，为其铝熔炉的能源采集方法带来变革。预期冰岛铝产品的年产规模可以达到70余万吨，其年出口创汇将超过10亿美元。这改变了过去一味依靠渔产品出口的局面，实现出口产品多元化。地热综合利用：在冰封绝地打造绿色家园冰岛目前的地热开发主要用于建筑取暖、温室大棚、海水养殖、游泳池、温泉洗浴、道路融雪、城市热水供应等方面。除了建筑供暖和发电利用规模很大之外，冰岛利用地热发电尾水建立的全天候室外地热游泳馆是其另一特色。从雷克雅未克市向东南方向驱车一小时左右就可到达斯瓦新集。这里20年前开始建8兆瓦机组，截至2007年底，其发电装机容量达到76兆瓦，而利用电厂的尾水建造的一处大型地热休闲康体设施令人耳目一新。这就是著名的露天温泉浴场——蓝湖。置身其中它给人带来的身心舒畅是一种特别的感受，已经成为全球地热利用中少见的一道亮丽风景。附近商场中销售的硅华温泉泥高级化妆品，也因“蓝湖”的品牌而享誉地热旅游业，据称这种泥有美颜、健体、治病的功效。地热副产品开发推动了地热利用产业的多元化。30年前全球石油危机爆发，冰岛饱受物价上涨和通货膨胀的危害，于是，该国积极转换了新的能源策略，从依赖化石燃料，变成使用洁净能源——水和地热。由于没有污染源，冰岛被称为世界无污染国家，自然环境及生态仍保持原始状态。目前，冰岛一次能源中可再生能源占81％，其中，地热能的贡献占66％，88％的建筑用地热采暖。冰岛现在已成为世界上最洁净的国家之一，预计在不久的将来，会成为世界上第一个全部使用可再生清洁能源的国家。向岩浆要热能尽管冰岛是世界地热开发的“楷模”，但迄今为止，冰岛地热发电的潜力只发挥了一小部分。为了将地热开发继续“深化”，冰岛积极推动深钻项目IDDP (Iceland Deep Drilling Project)。IDDP由一个联盟负责实施。计划在冰岛东北部Krafla地区钻探数口3500~4000米深井。今年在冰岛东北部Krafla地区钻探第一口深100米的浅井，2009年始钻探其他数口3500～4000米深井。进行这次深钻试验的目的是调查通过开采400~600℃的超临界蒸汽从岩浆地热系统生产能源的经济可行性。目标是单井产能40~50兆瓦，如果获得成功，将开创地热开发的新纪元。此外，如果超临界的地热能与铝熔技术相结合，将使铝业实现突破，使全世界受益。同时，冰岛和挪威等国家正投入巨资研发深层高温钻探技术。预计将共同投资475万欧元，用于研发工作。其中包括欧盟支持的250万欧元。在刚刚结束的北京奥运会上，冰岛手球队获得银牌。因为这是该国有史以来的第一枚奥运会奖牌，所以政府特别看重，冰岛总统亲自到北京参加闭幕式并且迎接运动员凯旋。当专机降落在停机坪的时候，大红地毯已经铺就。运动员受到民族英雄一样的礼遇。他们开玩笑地戏称本国是人均获得奖牌最多的国家之一。当然，如果按照人均计算，冰岛的地热利用是真正的第一，不是银牌，而是金牌！

比特币一直都有一众怀疑论者，他们就和那些坚定的比特币拥趸一样，无论市场上传来何种信息，他们都坚持自己的立场。怀疑论者坚持认为比特币除了是庞氏骗局泡沫、没有任何内在价值或效用之外，还是浪费能源给全球带来环境灾难的催化剂。

在埃隆-马斯克宣布特斯拉购买了价值15亿美元的BTC作为保护现金储备抵御通货膨胀的方式后不久，怀疑论者称此举增加了该公司的碳足迹，以至于违背了其加速采用可再生能源的使命。

比特币耗费大量电力固然是事实，但这是否属于能源浪费，还有待商榷。

为什么比特币的电力消耗如此之大?

比特币使我们能够直接进行点对点支付，而不必依赖中央当局作为验证交易的中介。比特币和其他加密货币用一个开放的独立用户网络(称为 “矿工”)取代了支付中介，这些矿工竞争验证交易，任何交易都需要多数人同意才能被批准。

矿工们竞相解决的复杂计算数学问题使交易得以执行。这些问题非常复杂，即使是强大到令人难以置信的计算机也很难解决。计算机解决其中一个问题所需要的运气和工作，就等于矿工挖矿付出的努力。正确的机会大约是13万亿分之一。其他竞争失败的矿工在过程中的付出就只是在浪费能源。

这需要大量的能源，也会浪费大量的能量，而且这完全是设计好的。因为交易需要达成共识才能上账，如果违背其他矿工的同意，用虚假交易来欺骗系统，需要巨大的计算能力，使得欺诈变得不划算。

那么目前整个比特币生态系统需要多少能源呢?剑桥大学的研究人员表示，它每年消耗约121.36太瓦时(TWh)–仅高于阿根廷的年耗电量，但低于瑞典。这看起来可能很有意思，但却没有告诉你：阿根廷有4,500万人口，而瑞典只有1,000万人口，却消耗更多的电力。你可以在这两个国家之间进行比较，但比特币介于两者之间的事实并不能说明什么。比特币代表的是一个新的全球金融体系，而不是一个国家的经济。

也许我们不应该只着眼于量，而应该多看看质。

电力从何而来

开特斯拉并不是天生就对环境更好。这一切都取决于电力在源头上是如何产生的–比如说，用煤电驱动，对于获得可持续性发展并没有什么作用。埃隆自己解释说，随着时间的推移，特斯拉将 “变得更加绿色”，因为可再生能源越来越多地取代我们今天更有害的发电方式。

从本质上讲，当我们审视全球范围内比特币所消耗的能源，尤其是电力的产生方式时，我们也应该采取同样的观点。虽然很多数据都是基于估计，但有人认为，接近75%的比特币挖矿是由可再生能源提供燃料的。

冰岛还是很受比特币矿工欢迎的，很多电力都是利用可再生的地热资源来发电，而地热资源的碳排放量也比燃煤或燃气电厂低很多。加拿大使用水力发电占其电力的59%，在加密友好的魁北克省，95%的电力是水力发电。

总的来说，如果世界各国政府一起行动起来，随着世界对正确的基础设施进行更多投资，并制定政策，利用可再生能源和可持续实践为全球经济提供动力，随着时间的推移，比特币实际上将 “变得更加绿色”。当然，这是一个更大的问题，它将对更多的人产生积极的影响，而不仅仅是比特币的开采，这种巨大的转变可能需要几十年的时间才能达到有意义的程度。

与此同时，比特币挖矿行业的一些参与者正在自行开发创新方法，以某种方式减少能源浪费。例如，Upstream Data创始人Steve Barbour在加拿大的油田上经营着比特币矿场，这些矿场的设计是为了消耗掉油井浪费的能源。Upstream Data没有使用被石油公司认为不经济的甲烷，而是利用潜在资源赚取比特币。

这一切的意义何在

可以说，大多数关于比特币挖矿破坏环境的报道基本上都是夸大其词。挖矿对环境的影响更多的是与矿工所在国家的能源政策有关。而现在我们知道了比特币为什么需要能源，用了多少能源，又是如何产生的，我们就可以考虑比特币是不是浪费了。这取决于你认为比特币的价值有多大。

有了比特币，我们就有了创造一个新的替代性金融体系的工具，这个体系由个人控制，由技术管理，而不是门卫和中央当局。它可以改变世界运作的方式，当然，这需要一些能源支持。

当然，人们也可以完全不重视比特币所代表的意义，但可持续发展的说法是空洞的。同样的道理，除非一个国家生产的绝大部分能源已经使用可持续的做法产生，否则大家都不应该购买电动 汽车 。

而我们都知道，一场根本性的变革是不可能通过坐等别人把一切都做好来实现的。

地热做为能源新秀，在碳达峰、碳中和的目标下，俨然成为能源领域的一匹黑马。那么，什么是地热、地热有哪些优点、如何开发地热呢？

地热，又称地热资源、地热能，是储存在地球内部、能够被人类所利用的热量。目前，可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地热能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的热量。

资源主要包括三种类型： 浅层地热能、水热型地热资源和干热岩。

浅层地热能： 是指温度在25摄氏度以下，蕴藏在200米以浅地表浅层土壤、岩石、水源中的可再生能源，通常采用地埋管、地源热泵或水源热泵等技术开发，用于供暖或制冷。我国浅层地热能开发规模高于全球首位。

水热型地热资源 ： 地热资源家族中最为典型，一般指温度在25摄氏度以上，以液态水和蒸汽为主的地热资源的统称，主要表现形式为天然出露的温泉、气泉和埋藏在地下200米以深的流体。天然出露的水热型资源可直接开发利用，埋藏在地下的地热流体可通过人工钻井的方式进行开发。其中，根据温度可以进一步分为高温（大于150摄氏度）、中温（90摄氏度至150摄氏度）和低温（小于90摄氏度）三类。

干热岩 ：是新兴地热资源，一般温度大于180摄氏度，是埋藏在地下数千米、不含流体或仅有少量地下流体（致密不透水）的高温岩体。2017年，我国科学家在青海共和盆地3705米深处钻获236摄氏度的高温干热岩。

地热资源被寄予厚望得益于其独有的鲜明优势。

一是分布广泛、资源量大。地球是个巨大的热库，地球内部的放射性元素不断地进行着热核反应，具有非常高的温度，地球中心温度高达6000摄氏度，高温热量透过厚厚的地层，时时刻刻向太空释放，地热能约为全球煤热能的1.7亿倍，是当前全球一次能源年度消费总量的200万倍以上，可谓取之不尽用之不竭。据初步评价，我国336个地级以上城市浅层地热能源可开采量折合标准煤7亿吨，可满足约300亿立方米建筑物供暖需要；估算全国水热型地热资源年可开采量折合标准煤18.84亿吨，中高温发电潜力996万千瓦，年发电量可达800万千瓦时；全国干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨，是未来煤和石油等化石能源枯竭后最具潜力的战略接替能源。

二是低碳环保、安全优质。地热是一种全天候、可再生、绿色清洁资源，开发利用安全稳定，受昼夜更替、季节交换与气候变化等因素影响远小于其它资源，可以连续不间断工作，一年工作8000多个小时，且保持较高的效率。

三是用途广泛，产业带动能力强。人类利用天然温泉已有几千年的历史，但真正规模化利用始于20世纪初。1904年，意大利在拉德瑞罗首次利用地热实现发电，标志着地热资源利用方式的革命性转变。截至2020年，全球开发地热资源的国家已达到88个，地热被广泛应用到发电、供暖、制冷、洗浴、温室种植、水产养殖、工业烘干、农业干燥、融雪冷却等方面。美国地热能发电装机容量多年位居世界第一，冰岛利用地热解决了全国90%的建筑供暖。我国地热利用已基本形成以西藏羊八井为代表的地热发电、天津和西安为代表的地热供暖、以东南沿海为代表的疗养与旅游和以华北平原为代表的种植和养殖的开发利用格局。截至2020年底，我国约实现地热能源供暖面积14亿平方米。因用途广泛，地热具有较高的综合利用价值，通过梯级利用可以实现发电、供暖、洗浴、疗养、养殖多种功能同时实现，可以同时带动工业、农业、旅游、医疗、服务业等多产业共同发展。

6

冰岛地处亚欧板块与美洲板块交界处，两大板块的交界线从西南向东北斜穿全岛。活跃的地壳运动、复杂的地形地貌造就了冰岛丰富的地热资源。不仅是首都雷克雅未克，冰岛全国四处都可见极富利用价值的地热井。按照地热资源的分布，冰岛全国共有250个低温地区和20多个高温地区。如果地下1000米左右的水温低于150摄氏度，就属于低温地区。全国多数有地热资源的地区都属于这一类型。反之，如果该深度的水温高于200摄氏度，就属于高温地区。高温地区大多分布在贯穿全国的火山带上。雷克雅未克地区就属于这一类型。早在20世纪初，雷克雅未克市政府就开始有计划地使用地热资源为城市供暖。到了1970年，雷克雅未克的几乎所有住宅都用上了廉价的取暖和洗浴热水。而随后的能源危机使地热资源的应用更为广泛。现在首都地区居民已全部实现了地热供暖和发电。而全冰岛85％的住宅都是利用地热资源集中供暖的。雷克雅未克市地区有50多个地热井。主要都是由该市能源公司运营的。该公司经营着世界上最大也是最成熟的地热供暖系统。而其最主要的发电厂，就是地处亨吉尔山区的奈斯亚威里尔地热电站。

阿尔哈贾尔山脉疲惫、摇摇欲坠的山峰正在像一块腐烂的肉一样慢慢腐烂。微妙的腐烂迹象无处不在。易燃氢气有时会从地下水中冒出。来自天然泉水的水通常富含矿物质。当它流过地面时，这些水会留下一层结霜的白色晶体。只有少数几种植物可以在这种外来土壤中生长。

在这里，在沙特阿拉伯东部的沙漠国家阿曼，山脉包含了地球表面通常不存在的奇异矿物。它们在下方数十公里（英里）处形成——比人类为寻找石油或黄金所钻的深度还要深。现在暴露在地球表面的空气和水中，这些矿物质被证明是化学不稳定的。

下雨时，它会滴入岩石的裂缝中，携带空气中的气体。水和气体与岩石发生反应，形成新的、五颜六色的矿物质。这些由黑色、白色和蓝绿色石头组成的锯齿状脉络越来越深入基岩。就像缓慢而有力的手指一样，矿物质扩大了裂缝，将岩石撬开。

在阿曼的这些碱性泉水中，水从富含溶解钙的地下涌出。钙与空气中的 CO 2迅速反应，形成可在 24 小时内出现的碳酸钙（方解石）薄膜。当水流过岩石时，会留下一层冰冷的方解石晶体涂层。 D.福克斯

Peter Kelemen 认为，这些正在腐烂的岩石可以帮助人类解决一个重要问题：气候变化。

Kelemen 纽约州帕利塞德市 Lamont-Doherty 地球观测站的地质学家，他指出，白色碳酸盐脉是雨水中的二氧化碳 (CO 2 ) 形成的，附着在岩石中的镁和钙原子上。换句话说，这些新矿物捕获的气体与人类燃烧化石燃料时释放的气体相同。正是同样的温室气体使我们的星球变暖。

这些不寻常的岩石分布在阿曼大约马里兰州大小的地区。Kelemen 认为，它们每年自然石化 50,000 至 100,000 吨 CO 2 。与人类每年释放的能量 300 亿吨 CO 2相比，这微不足道。但 Kelemen 和他的同事们相信，这些岩石有朝一日每年可固化多达 10 亿吨 CO 2。散布在世界各地的其他岩层每年可再捕获 100 亿至 200 亿吨 CO 2。“你正在寻找可能对人类全球碳预算产生影响的东西，”他在阿曼的一个下午告诉我。

在阿曼的这些天然泉水中，水从富含溶解钙的地下涌出。它与空气中的CO 2迅速反应生成碳酸钙（方解石）。在很长一段时间内，矿物质会形成美丽的阶梯状梯田，称为石灰华。 D.福克斯

近 20 年来，Kelemen 和他的合作者 Juerg Matter 一直致力于这个想法。Matter 是英国南安普顿大学的地球化学家。2018 年前我在阿曼拜访他们时，他们的团队正忙着在岩石上钻几个洞。他们计划从地下 400 米（1,300 英尺）深处挖出石头。这些核心将帮助他们更好地理解他们希望加速的自然过程。

从空气中去除 CO 2曾经看起来很奇怪。然而，在过去的 20 年中，随着气候变化的紧迫性变得越来越明显，它获得了动力。

许多科学家现在认为，人们不会以足够快的速度减少温室气体的排放，以防止地球升温超过 1.5 摄氏度（2.7 华氏度）。人们认为，这种变暖限制将避免气候变化的最危险影响。这些影响包括失控的海平面上升、亚马逊雨林的消失和频繁的灾难性风暴。

科学家们现在建议人们采用一种称为“负排放”的策略。其中包括每年从空气中吸收数十亿吨 CO 2的大型项目。他们需要使用许多策略，例如重新种植森林。或者给海洋施肥以刺激光合作用促进浮游生物的生长。森林和浮游生物自然会从空气中吸收 CO 2。

几家公司也在建造“直接空气捕获”机器以从空气中提取 CO 2 。然后可以将捕获的气体泵入地下。

自 1980 年代以来，能源公司已将少量 CO 2泵入空的油箱。在那里，气体被困在砂岩等沉积岩层之间。但如果气体泄漏出去，可能会导致问题，Gregory Nemet 警告说。他是威斯康星大学麦迪逊分校的能源科学家。“这不需要太多，”他说道。“如果是 1% 或 2% 的泄漏，那真的会给我们稳定气候的计划带来漏洞。”

但不同的岩石，如阿曼的岩石，可以更永久地捕获 CO 2。它们含有高含量的钙和镁硅酸盐。在这些矿物质中，钙和镁原子与氧和硅原子簇结合，称为二氧化硅。这些矿物在地球表面不常见，但在地下深处的岩石中含量丰富。科学家们怀疑这些矿物会与 CO 2发生反应并将其锁定为碳酸盐矿物。这个想法引诱 Matter 参与其中。他想测试一下。

这些被称为橄榄岩的地幔岩石样本是从阿曼钻孔的不同部分切割下来的。白色斑点显示碳酸盐矿物，它是由岩石中的镁和钙原子锁定在溶解在地下水中的 CO 2分子上形成的。 于尔格物质/大学。南安普敦

2001 年，Matter 在 Lamont-Doherty 工作时刚刚获得博士学位。校园坐落在纽约市附近的一片森林中。这些建筑物矗立在悬崖之上，悬崖落入哈德逊河 100 米（325 英尺）。那些巧克力色的棕色悬崖是由被称为玄武岩的石头制成的。它是由数百万年前从地球深处喷发的熔岩形成的。

玄武岩含有硅酸钙和硅酸镁。聘请 Matter 的地球物理学家 David Goldberg 希望他尝试将 CO 2注入其中。

“每个人都认为我疯了，甚至是愚蠢的，”为了尝试这个，Matter 回忆道。其他科学家也做过实验室实验。他们的数据表明碳酸盐矿物需要数百年才能形成。这对于应对当今的气候变化威胁来说太慢了。

但在 2004 年，Matter 和 Goldberg 还是尝试了。他们在玄武岩中的一口井下注入了 230 米（750 英尺）的水。那水含有几公斤（也许5磅）的CO 2。

每周更新以帮助您在学习环境中使用 面向学生的科学新闻

电子邮件地址* 去

一周后，当 Matter 将水抽回时，CO 2已经消失了。这种气体在水中形成弱酸。酸溶解了岩石中的一些钙和镁硅酸盐。它们与气体反应形成碳酸盐。而这发生的速度比实验室测试快 300 到 3,000 倍。该团队早在 2007 年就发表了其研究结果。

“回想起来，我们所做的事情风险很大，”马特说。它有很大的机会不起作用。“我们只是相信它，”他说。而且，他补充说，“我们真的很幸运。”

随后，Matter 和其他几位科学家开始寻找将 CO 2转化为石头的其他地方——而且规模要大得多。2012年，他们得到了机会。

这个地热发电厂和 Carbfix 站点位于冰岛的 Hengill 火山附近。与热水一起出现的火山 CO 2被注入回玄武岩中，以将 CO 2石化（变成石头）作为碳酸盐矿物。 ÁRNI SÆBERG，CARBFIX

冰岛是北大西洋的一个岛国。那里的雷克雅未克能源公司在该国众多火山之一附近经营着一座地热发电厂。该公司想处理 CO 2。它的工厂使用从地下涌出的热水发电。火山经常喷出 CO 2。当水从地下涌出时，它也将这种气体释放到空气中。

但是有一个明显的解决方案。冰岛几乎完全由玄武岩构成。将 CO 2注入该玄武岩应将其锁定。

2012 年，工人们在发电厂附近的一片草地上钻了一个洞，将 400 米（1,300 英尺）的水注入 下面的玄武岩中。这种水的 CO 2含量是苏打水的六倍。为了防止它在气体逸出时剧烈嘶嘶作响，必须将水保持在高压下。数周后，该团队将 71 公吨（78 美吨）的 CO 2注入岩石中。

与此同时，Sandra Snæbjörnsdóttir (SNY-byorns-DOT-er) 从附近的另一个洞里抽水。她是一名地质学家，正在从事这个名为 Carbfix 的项目。她发现当注入的水中渗入岩石时，CO 2正在消失。“它发生的速度实际上比我们想象的要快，”她说。

如该钻芯所示，在冰岛 Carbfix 注入玄武岩的CO 2迅速凝固成白色碳酸钙矿物。 SANDRA SNÆBJÖRNSDÓTTIR，CARBFIX

超过 95% 的 CO 2在两年内形成了矿物——固体岩石。该团队钻了一个新孔并从注入点附近取回了石芯。灰黑色玄武岩的圆柱体带有白色斑点。这些斑点是由注入的CO 2形成的碳酸盐矿物。这些结果出现 在 2016 年的《科学》杂志上。

该项目现在每年石化 10,000 吨 CO 2。Carbfix 已成为一家独立的公司，并计划扩大其业务。

“实际上，你可以将相当多的 CO 2填充到这些岩石中，”现在为新公司工作的 Snæbjörnsdóttir 说。她估计一立方米的玄武岩（一块洗碗机大小的块）可以吸收超过 100 公斤（220 磅）的 CO 2。玄武岩也位于世界大部分海底之下。并非所有这些岩石都适合石化 CO 2。但其中一些似乎是。Snæbjörnsdóttir 预测 Carbfix 最终会尝试将 CO 2注入冰岛海岸附近的这些海洋玄武岩中。

白色碳酸盐脉在阿曼的地幔岩石露头上纵横交错。 KATIE PRATT，深碳观测站/维基共享资源 ( CC BY-SA 2.5 )

物质监督了最初的 Carbfix 实验。但即使在第一次注射之前，他就已经在寻找更多的地方来固化 CO 2。

2007 年，他和 Kelemen 开始研究阿曼的岩石。这些岩石来自地幔。那是我们星球的中间层。人类从未直接见过它。地幔从海底以下约 10 公里（6 英里）处开始，到达地球 2,900 公里（1,800 英里）处。阿曼岩石是被推到地表的一小块地幔。它发生在数百万年前的一次罕见的地质剧变中。

地幔是熔岩和玄武岩的来源。它的岩石含有比玄武岩更高水平的钙和镁硅酸盐。正因为如此，Matter 和 Kelemen 认为，阿曼的岩石每立方米可能能够比冰岛的岩石捕获更多的 CO 2 。

Al Hajar 山脉表面的地幔岩石与白色碳酸盐脉纵横交错。Matter 和 Kelemen 使用放射性碳测年法表明其中一些静脉的年龄不到 5000 年。这表明这些岩石不仅在200万年前吸收了二氧化碳——它们现在也在这样做。Matter 和 Kelemen 在 2008 年发表了这些发现。

这两位科学家仍然需要更多地了解地表下发生的事情。所以在 2017 年和 2018 年，他们和一大群研究人员在阿曼钻了几个洞来取回石核。2018 年 1 月，当他们在偏远的山谷 Wadi Lawyni (WAH-dee Lah-WAY-nee) 钻探时，我和他们一起度过了一周。

阿曼的 Al Hajar 山脉是一块巨大的岩石板的一部分，它长 500 公里（310 英里），宽 60 公里（37 英里），形成于地幔中。2017 年和 2018 年，研究人员钻了几个孔。他们深入地下 400 米（1,300 英尺）以提取岩芯。科学家们正在研究这些岩石如何自然地吸收 CO 2并将其锁定在固体碳酸盐矿物中。 于尔格物质/大学。南安普敦

傍晚时分，几只骆驼漫步经过，咀嚼着参差不齐的灌木。柴油发动机轰鸣。由该发动机驱动的金属钻杆每秒旋转数千次，切入我们脚下的岩石。

时不时地，戴着安全帽的工人们将发动机怠速运转，发出低沉的咆哮声。然后他们从孔中举起钻头，拆下一根金属管，滑出 3 米（9.8 英尺）厚的取芯岩石。

石柱和棒球棒一样厚。将它们放在桌子上后，Kelemen、Matter 和其他几位科学家对它们进行了检查。

科学家们检查了从阿曼钻孔中取出的岩心部分。中间的白色条纹是碳酸镁的脉络。 D.福克斯

灰色的石头中，白色、黑色、橙黄色和蓝绿色的矿物纵横交错。这些静脉标志着从裂缝中渗出的水和气体与石头发生反应的地方。

氧气与岩石中的铁发生反应——字面意思是“生锈”——形成黄色和橙色的脉络。黑色、蓝色和绿色的静脉通常是一种叫做蛇纹石的矿物。它是在水与硅酸盐反应时形成的。白色的矿脉通常是碳酸盐矿物——尽管并非总是如此。我看着 Elisabetta Mariani 对矿脉进行快速测试以识别矿物。

Mariani 是英国利物浦大学的地质学家。她用打火机在血管上点燃了几秒钟。然后，她手里拿着一个塑料瓶，在上面挤了几滴酸。静脉受热的部分像苏打水一样嘶嘶作响了几秒钟。当它与酸反应时，岩石释放出微小的 CO 2气泡。

“这是菱镁矿，”她说——碳酸镁。

这些碳酸盐岩脉在岩心顶部 15 米（50 英尺）处很丰富。它们通常像手指一样粗。再往下，它们变薄并且变得不那么频繁。在 100 米（330 英尺）以下，没有。

这证实了 Matter 长期以来的怀疑。“所有的 CO 2都在非常浅的部分矿化，”他说。一旦雨水渗入，它可能会在地下呆很多年。但是它的所有CO 2在一开始就被消耗掉了。

Matter 和 Kelemen 现在认为碳酸盐的形成速度可以提高——而且提高很多。有一天，他们设想将 CO 2以雨水自然浓度的 125 倍（约为苏打水的 6 倍）压入水中。然后将这种混合物泵入地下三公里（近两英里）。那里的岩石温度接近 100 C (212 F)。高温和高压会加速将 CO 2转化为石头的化学反应。

这是很多年以后的事了。

碳酸镁（一种称为菱镁矿的矿物）的矿脉通常沿着岩石的天然裂缝形成。这些裂缝为地下水渗入岩石提供了通道。该水从空气中携带溶解的CO 2 。该CO 2的分子将与岩石中的镁原子配对形成固体碳酸盐矿物。这使得静脉可以在地下生长数千年。 D.福克斯

但是第一步已经开始了。2020年底，一家名为44.01的阿曼公司成立。（它以 CO 2分子的平均重量命名。）该公司的目标是在阿曼的地幔岩石中捕获 CO 2。

“我们的目标是达到 1 亿吨，”在 44.01 形成后不久，Talal Hasan 说道。他是公司的创始人。他所说的“十亿吨”是指每年十亿吨。

当然，第一次现场测试非常小。去年 9 月，工人们将大约 240 公斤（530 磅）的 CO 2注入 Wadi Lawyni 的一个钻孔中。一个月后，Matter 从几米外的另一个洞里取出了一些水样。

物质仍在分析那水。但他希望找到证据证明 CO 2和水的混合物正在与岩石发生反应。“这项测试只是为了在现场规模上证明反应足够快，”他说。稍后，更大的测试将观察新形成的碳酸盐是否像预期的那样将岩石撬开。Matter 和 Kelemen 都在为公司提供科学建议。

但他们愿景的长期成功不仅仅取决于科学结果。这也将取决于世界各国政府的决定。

像 44.01 和 Carbfix 这样的公司只能将 CO 2变成石头，前提是有人愿意付钱给他们这样做。

在将 CO 2注入地下之前，首先必须从空气中捕获它。捕获 CO 2的技术并不便宜。尽管如此，Nemet 预测直接空气捕获的成本将随着时间的推移而下降（就像其他技术一样，如风力发电）。

即使有人愿意出钱，将CO 2变成石头也需要大量的工作。Carbfix 和 44.01 等公司可能需要 20 年的时间才能达到每年注入数十亿吨 CO 2的水平。这样做所需的操作将非常庞大。

Kelemen 估计，每年在阿曼捕获 10 亿吨 CO 2可能需要 5,000 口注入井。这些井每年需要将 23 立方公里的水泵入地下。这大约相当于密苏里河年流量的四分之一。因为阿曼是一个沙漠国家，所以这些水必须来自海洋。

每年从空气中收集 10 亿吨 CO 2需要数千台机器，每台机器大约有一辆卡车那么大。它们加在一起每年可以消耗多达 1.3 万亿千瓦时的电力。这是整个德克萨斯州耗电量的三倍。为了避免将更多的 CO 2排放到空气中，这种电力需要来自可再生能源——例如风能或太阳能——而不是化石燃料。

幸运的是，阿曼阳光充足。大约 600 平方公里（230 平方英里）的太阳能集热器可以提供所需的电力。这大约是阿曼国土面积的五分之一。“这并非不可克服，”Ajay Gambhir 说。“但这有点挑战，”这位能源经济学家指出。他在英国伦敦帝国理工学院工作。

到 2050 年，人们每年需要从天空中清除多达 200 亿吨的 CO 2 。这将需要在全球范围内开展 20 个这样的大规模行动——或数百个较小的行动。

Gambhir 将这些技术视为一项重要的“保险政策”。完善它们将需要数年时间。但如果到了 2040 年，CO 2排放量仍然很高，那么到那时开始研究它们就为时已晚，他说。“现在这样做是正确的做法。”

1、利用本国巨大的地热资源；使用可再生能源作为燃料。（或：将水转化成燃料——氢燃料）（意对即可） 2、过程：通过电极将水分解成氢分子和氧分子，氢电子穿过一种导体产生电流，电流为电力发动机提供能量。 　 优点：总体成本和天然气一样，而且它不会产生污染。（意对即可） 3、作比较（答列数字为错） 　 作用：将氢燃料和汽油的成本与效率进行比较，突出氢燃料成本的优越性。（意对即可） 4、看法：冰岛人的环保意识强；全世界都要向冰岛人的环保意识和科研创新精神学习，保护我们共同的家园等等。 　 我还知道：太阳能、水能、风能、地热能等。