“捕捉碳”
Capturing Carbon
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随着猛烈的风暴，致命的热浪和恶性野火成为新常态，减轻气候变化变得迫在眉睫。当然，解决方案的一部分是减少二氧化碳（CO 2 ）排放并达到碳中和状态。然而，这对减少已经被困在大气中的温室气体无济于事。
“碳排放和温度之间存在相当大的滞后，”蒙特利尔Deep Sky公司首席碳科学家兼工程主管Phil De Luna说。“这很重要，因为除非我们找到一种方法来减少排放量并降低现有大气中的温室气体水平，否则气候变化将加剧。”
答案可能在从大气中提取二氧化碳中。
尽管最早的碳捕获方法出现在近一个世纪前，但技术的进步正在快速改变这个领域。这些包括从空气中直接取出CO 2 的系统，以及从海洋水中提取CO 2 的系统。在那一点上，还可以将CO 2 转化为矿化岩石，可以在地下储存。
“这些技术可能对减少全球气温显著上升所带来的损害和破坏产生巨大影响，”俄勒冈州波特兰太平洋西北国家实验室高级能源系统组实验室研究员David Heldebrant说。
薄空之中
这种情况的紧迫性不容忽视。要达到碳中和的状态需要几十年的时间，即使人类每年仍然向大气中排放350亿吨碳。其结果是地球正处于接近危险的边缘，即将超过《巴黎协定》所认为的避免灾难性气候后果的1.5摄氏度（2.7华氏度）温度阈值。
碳捕集具有吸引力，因为它可以扭转大气变暖的影响。根据国际能源署（IEA）的数据，全球碳捕集能力预计从2022年到2030年将增加近700%。IEA报告称，2023年将有338个项目投产，总容量约为每年约300兆吨二氧化碳。在美国，拜登政府宣布在德克萨斯州和路易斯安那州的不同碳捕集项目上投资12亿美元。每个项目的目标是从大气中去除的二氧化碳比任何现有设施多250倍。
尽管在机器或烟囱级别上收集排放物并非新鲜事，但研究人员正在将这项技术推向远远超出传统边界的领域。例如，在太平洋西北国家实验室，赫尔德布兰特和一组科学家已经开发了一个衣柜大小的原型机，该机器将二氧化碳转化为可单次使用和可回收材料，成本比现有系统预计低19%。该系统从发电厂的烟囱排放口取出二氧化碳，并使用专利溶剂提取二氧化碳，然后将产生的材料转化为甲醇等物质。
其他碳捕集系统则朝着不同的方向发展。例如，直接空气捕集技术吸入大量普通空气，提取二氧化碳，然后将其转化为液体。在那一点上，它可以用作燃料或被矿化并储存在地下深处，以防止泄漏。不出所料，这些系统的效率和可扩展性正在提高，而成本正在降低。同时，出现了新的想法，包括通过移动火车和其他车辆进行碳捕集。
海上的碳捕集也引起了轰动。例如，由公私合作研究机构AltaSea和碳捕集公司Equatic共同运营的项目正在测试一艘100英尺长的漂浮驳船，直接从水中吸取二氧化碳。该项目使用了由加州大学洛杉矶分校碳管理研究机构的研究人员发明的电化学过程，将二氧化碳稳定为溶解的重碳酸盐离子，形成固体矿物碳酸盐的形式。该技术还产生氢气，可用作绿色燃料。
另一家初创公司Captura开发了一种由可再生海洋能源驱动的直接海洋捕集系统，其工作原理类似于海水淡化厂，以每吨约100美元的成本去除二氧化碳，并将其储存在水下储存地点。该公司使用专有的膜系统和电渗析来捕获二氧化碳。
然而，捕集碳只解决了问题的一半；还需要将其储存起来，以防止再次泄漏到大气中。例如，以二氧化碳的分子质量44.01为名的公司开发了一种将二氧化碳转化为岩石的技术。44.01将溶解在水中的二氧化碳注入到深处的橄榄石地层中，那里的温度和压力加速了自然发生的矿化过程。44.01的联合创始人兼首席商务官卡兰·基姆吉表示：“在自然界中，这个过程可能需要几十年的时间。我们加快了这个过程，使其不到一年。”
迎接变革
尽管取得了巨大的进展，碳捕集仍然面临困难。首先，它成本高昂，财务激励通常缺乏。其次，除非与可再生能源相结合，净碳减少程度微不足道。
可扩展性也是一个问题。正如基姆吉所说：“有很多令人兴奋的碳去除技术在试点或小规模示范中已经证明了其有效性，但将其扩大至每年从大气中去除数十亿吨二氧化碳是至关重要的，以避免气候变化的最严重影响。”
事实上，关于经济学、新兴系统的可行性以及二氧化碳沉积物的储存方式和位置仍然存在问题。有些碳捕集系统还需要大量水和能源来运行。联合国小组甚至将许多新兴方法描述为“未经证实”的，并具有“未知”的风险。相反，它更青睐围绕温室气体减排的方法。
然而，Deep Sky的德鲁纳认为，碳捕集的经济学和实际基础将会成熟起来，特别是企业努力实现零排放等雄心勃勃的碳减排目标。他指出，技术知识正在迅速进步，比以往任何时候都更加了解如何有效使用不同的碳减排系统，环境、社会和公司治理（ESG）和监管框架正在形成。“连接所有点变得可能，”他说。
碳捕捉和封存技术可能决定着人类的命运。”我们正处在一个十字路口，”De Luna说道。”我们必须找到从大气中提取碳的方法，同时继续减少人类产生的碳量。我们需要进行科学研究，但也要找到商业化和激励碳捕捉的方法。”
Samuel Greengard 是一位居住在美国俄勒冈州西林的作家和记者。
