近日，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆 · 馬斯克 (Elon Musk)宣布，自己將掏出 1 億美元獎(jiǎng)勵(lì)最好的碳捕獲技術(shù)。
雖然馬斯克的凈資產(chǎn)超過 2000 億美元，1 億美元只占他全部財(cái)富的 0.05%，但是馬斯克的說辭讓人們注意到了被忽視的碳捕獲技術(shù)。其實(shí)這項(xiàng)技術(shù)自上世紀(jì) 70 年代就存在，但一直被歸入小眾領(lǐng)域。
“馬斯克的這項(xiàng)聲明反映了私營部門在氣候變化和投資方面日益成熟，”哥倫比亞大學(xué)全球能源政策中心高級(jí)研究學(xué)者朱利奧 · 弗里德曼(Julio Friedmann)表示。“和過去一樣，馬斯克的聲明震動(dòng)了這個(gè)‘承諾多于行動(dòng)’的領(lǐng)域。”
為什么不種樹?
人們對(duì)馬斯克聲明的一個(gè)普遍反應(yīng)是，把這么多錢花在種樹上不是更好么?樹可以通過光合作用吸收二氧化碳并釋放氧氣。
種樹這個(gè)辦法也不是沒想過。名為 1t.org 的國際倡議組織期望到 2030 年種植一萬億棵樹，以緩解氣候變化的影響。這個(gè)項(xiàng)目由世界經(jīng)濟(jì)論壇主辦，馬克 · 貝尼奧夫基金會(huì) (Marc R. Benioff Foundation)資助。
但 1t.org 也知道種樹并不是靈丹妙藥。
“應(yīng)對(duì)氣候變化需要投資到減少碳排放的領(lǐng)域，比如電動(dòng)汽車。以自然為基礎(chǔ)的解決方案可以幫助解決這些問題，但我們需要將成千上萬的解決方案結(jié)合起來，” “萬億棵樹”項(xiàng)目首席科學(xué)顧問湯姆 · 克勞瑟(Tom Crowther)說，“作為應(yīng)對(duì)氣候的多樣性計(jì)劃，碳捕獲技術(shù)有巨大的潛力。”
馬斯克表示，種樹是解決方案的一部分，但這需要大量的淡水和土地。在 10 到 20 年內(nèi)，我們需要的是超大規(guī)模的工業(yè)化技術(shù)。
那么所謂的碳捕獲技術(shù)的現(xiàn)狀如何?為何迄今為止還沒有得到更廣泛的應(yīng)用?
碳捕獲技術(shù)的現(xiàn)狀
根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，目前全球有 21 個(gè)大規(guī)模的碳捕獲商業(yè)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目從工廠排放中提取二氧化碳。
第一個(gè)項(xiàng)目誕生于 1972 年。麻省理工學(xué)院能源計(jì)劃高級(jí)研究工程師霍華德 · 赫爾佐格(Howard Herzog)表示，最早的碳捕獲技術(shù)用于提高石油開采率，也就是將二氧化碳泵入油田，幫助開采更多石油。
直到 20 世紀(jì) 80 年代，碳捕獲技術(shù)才被用于應(yīng)對(duì)氣候變化，但在那時(shí)，“它主要還是小眾應(yīng)用，”赫爾佐格說。
到了 20 世紀(jì) 90 年代，這項(xiàng)技術(shù) “真正開始升溫”。
美國伊利諾伊州迪凱特市有個(gè)典型項(xiàng)目。2017 年，美國食品加工巨頭阿徹丹尼爾斯米德蘭公司啟動(dòng)了一項(xiàng)碳捕獲和儲(chǔ)存項(xiàng)目。其每年能從玉米加工廠排放物中吸收 110 萬噸的碳，并儲(chǔ)存在地下 2.4 公里處。
赫爾佐格說，這種碳捕獲技術(shù)是將工廠排放物通過一個(gè)裝有液體溶劑的塔，液體溶劑的主要作用是吸收二氧化碳。然后溶劑在第二個(gè)脫碳塔中加熱，將去除的二氧化碳輸送的地下儲(chǔ)存。溶劑返回第一個(gè)塔中重復(fù)使用。
赫爾佐格說，“我們還沒有達(dá)到想要的規(guī)模，但至少已經(jīng)證明了這項(xiàng)技術(shù)可行。”
美國能源部正在研究如何開發(fā)模擬儲(chǔ)存二氧化碳的模型，以幫助理解和預(yù)測(cè)可能的化學(xué)變化和壓力影響。
從空氣中捕獲碳
亞利桑那州立大學(xué)負(fù)碳排放中心主任、教授克勞斯 · 拉克納(Klaus Lackner)說，現(xiàn)在已經(jīng)有太多碳被釋放到大氣中。
“在 1980 年，“如何儲(chǔ)存碳”是一個(gè)非常好的話題，” 拉克納說。“但你在三四十年前就需要討論這個(gè)問題，因?yàn)槟菚r(shí)我們有機(jī)會(huì)避免糟糕的事情發(fā)生。”
大氣中二氧化碳的濃度以百萬分之一 (PPM)計(jì)量。根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù)，截至去年 12 月，大氣中的二氧化碳含量為 414.02 PPM。
“工業(yè)革命開始時(shí)，大氣中二氧化碳含量為 280PPM，”拉克納說。“現(xiàn)在二氧化碳濃度每年都增加 2.5 PPM。海平面已經(jīng)開始上升，颶風(fēng)變得更加嚴(yán)重，氣候變得更加極端，在未來十年，情況只會(huì)變得更糟。”
拉克納說，唯一的辦法是減少大氣中的二氧化碳，否則就會(huì)帶來未知的毀滅性后果。
從空氣中而不是從工廠煙囪中捕獲碳被稱為 “空氣直接脫碳”。根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，目前在歐洲、美國和加拿大有 15 家直接從空氣中脫碳的工廠。國際能源機(jī)構(gòu)表示 :“脫碳技術(shù)預(yù)計(jì)將在向凈零能源體系過渡的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。”但問題在于目前這種技術(shù)非常昂貴。
赫爾佐格表示，“空氣直接脫碳非常昂貴，因?yàn)榇髿庵卸趸己恐挥?0.04%，而且二氧化碳濃度越低，去除二氧化碳的技術(shù)過程就越昂貴。但它非常誘人，很多人都撲了上去。”
拉克納認(rèn)為這是必須的。“我認(rèn)為二氧化碳最終是一個(gè)廢物管理問題。兩個(gè)世紀(jì)以來，我們只是把二氧化碳倒在大氣中。現(xiàn)在我們逐漸認(rèn)識(shí)到，這是不可行的。”
碳捕獲技術(shù)的未來
現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)可以捕獲碳，并且人們也非常需要以此來減緩氣候變化。那么為什么還沒有被廣泛使用呢?
問題在于成本。
赫爾佐格說，“向大氣中排放二氧化碳比對(duì)脫碳便宜得多。誰來為此買單?”
“最好的碳捕獲技術(shù)能降低成本，但成本不會(huì)為零。”加州大學(xué)伯克利分校化學(xué)與生物分子工程教授拜倫德 · 斯密特(Berend Smit)表示，“如果世界不愿意為碳買單，即便是再好的碳捕獲技術(shù)也無用。”斯密特的研究重點(diǎn)是尋找碳捕獲的最佳材料。
與此同時(shí)，科學(xué)家正在努力改進(jìn)現(xiàn)有的碳捕獲技術(shù)。
“在過去的 10 年里，我們進(jìn)行了大量的創(chuàng)新和改進(jìn)，為新的碳捕獲工藝節(jié)省高達(dá) 70% 的成本，”加拿大工程院工業(yè)和過程系統(tǒng)工程教授 P.T.Tontiwachwuthikul 說。“其中包括新型溶劑以及催化劑等新的工藝硬件。”
斯密特還在開發(fā)如何利用一種 “對(duì)二氧化碳有強(qiáng)親和力”的海綿，他說。“如果我們讓空氣通過海綿，二氧化碳就會(huì)被清除。然后對(duì)有飽和二氧化碳的材料進(jìn)行加熱，將二氧化碳提取并儲(chǔ)存起來。海綿還可以重復(fù)使用。”
拉克納已經(jīng)開發(fā)出一種從空氣中提取二氧化然的獨(dú)立裝置。“現(xiàn)有的機(jī)器都是在主動(dòng)吸二氧化碳。我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)是只利用現(xiàn)有的空氣流動(dòng)，就像樹一樣。”雖然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了演示，但仍處于起步階段。
從根本上說，這一切都與錢有關(guān)。拉克納說，“我們需要一個(gè)監(jiān)管框架。如果沒有更‘經(jīng)濟(jì)實(shí)惠’的辦法，就只能用現(xiàn)有的方法。”
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