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【题  名】 不切实际的想法?从空气中直接吸收二氧化碳“冷却”地球

【出  处】 新浪财经

【日  期】 2021.03.23

【作  者】 /

【关键词】 新闻资讯 科研信息 二氧化碳 全球变暖 地球 碳捕获

【正  文】

 
   如果想通过捕获大气中多余的二氧化碳来缓解全球变暖的危机,就需要一种大规模的新型全球工业。那么,我们需要做些什么才能实现这一目标呢?
  想象一下现在是2050年。当你来到一片荒漠,穿过阳光炙烤的灌木丛,道路两旁只有几个早已废弃的抽油泵。然后,你看到一座闪闪发光的大型建筑从平坦的地面上拔地而起。这里的土地像一面巨大的镜子,太阳能板阵列如同银蓝色的波浪,向四面八方伸展。在远处,它们环绕着一堵巨大的灰色墙壁,有五层楼高,长度接近一公里。在墙的后面,你可以看到如化工厂般蜿蜒曲折的管道和台架。
  当你走近时,你会看到这堵墙正在移动,并且闪闪发光;事实上,它几乎就是由钢铁盒子里呼呼作响的风扇组成的,看起来就像一个巨大的空调机组,被放大到不可思议的比例。从某种意义上,也确实如此。这是一个“直接空气捕获”(direct air capture,简称DAC)工厂,在全世界,有成千上万个类似的工厂,它们的工作就是吸收空气中的二氧化碳,以此“冷却”地球,这里的工厂致力于捕获化石燃料的残留物——空气中的二氧化碳——并将其泵入被抽空的地下储库。
  如果我们要在2100年前实现《巴黎协定》所制定的将全球变暖幅度控制在1.5摄氏度的目标,那么到本世纪中叶,这样的景象可能就很有必要。
  不过,让我们暂时回到2021年。在加拿大不列颠哥伦比亚省的斯阔米什(Squamish),一个谷仓大小、覆盖着蓝色油布的设备,在雪山天际线的映衬下,正在进行最后的准备工作。这是Carbon Engineering公司的直接空气捕获工厂,将在9月份投入使用,开始每年从空气中清除1吨的二氧化碳。这只是一个开始,在美国德克萨斯州还有一个规模稍大的工厂正在建设中,不过在目前这个阶段,斯阔米什的工厂是DAC工厂的典型规模。
  “我们面临着气候变化问题,而这是由二氧化碳过量造成的,”Carbon Engineering公司首席执行官史蒂夫?奥尔德姆说,“有了DAC,你可以在任何地方、任何时间移除任何排放物。这是一个非常强大的工具。”
  大多数碳捕获侧重于从源头清洁排放物,即通过烟囱上的洗涤器和过滤器防止有害气体进入大气。然而,对于地球上数以十亿计的汽车而言,这是不切实际的,因为这些排放源很小且数量极多。源头清洁也不能解决空气中已经存在的二氧化碳。于是,直接空气捕获便有了用武之地。
  如果世界想要避免灾难性的气候变化,仅仅转向碳中和社会是不够的。政府间气候变化专门委员会(IPCC)警告称,如果要在2100年时将全球变暖限制在1.5摄氏度,就需要像DAC这样“大规模部署二氧化碳消除措施”的技术——这里的“大规模”是指每年数十亿吨或数十亿吨。特斯拉和SpaceX的首席执行官埃隆?马斯克最近承诺,将投资1亿美元开发碳捕捉技术,而微软、美国联合航空公司和埃克森美孚等公司也准备在该领域进行10亿美元级别的投资。
  目前的模型显示,到2050年,人类每年需要移除100亿吨二氧化碳;到本世纪末,这个数字需要翻一番,达到每年200亿吨。但现在,我们几乎没有移除任何二氧化碳,必须从零开始。
  Carbon Engineering公司位于斯阔米什的工厂被设计成不同技术的试验平台。与此同时,该公司正规划在美国西部的油田中建设一个更大的碳捕获工厂,每年将固定100万吨二氧化碳。在一个项目完成后,它就会成为可以复制的模型,只需要简单地复制那个工厂就行了。但未来的项目规模会令人难以置信,我们需要从大气中移除8000亿吨二氧化碳,这可不会在一夜之间发生。
  不切实际的想法?
  “直接空气捕获”的科学原理很简单,目前已有若干方法可以做到这一点。Carbon Engineering公司的系统是利用风扇,将二氧化碳含量为0.04%的空气经过滤器吸入氢氧化钾溶液中。氢氧化钾是一种腐蚀性化学物质,俗称苛性钾,可用于制造肥皂及其他含钾的化学物质。氢氧化钾从空气中吸收二氧化碳后,溶液通过管道输送到另一个反应室,与氢氧化钙(建筑用石灰)混合。这些石灰会吸收溶解的二氧化碳,形成小片的石灰石。将这些石灰石薄片筛掉之后,剩余物质被输送至第三个反应室——称为分解炉——进行加热,直到分解释放出可被被捕获并储存的纯二氧化碳。在每个阶段,剩余的化学残留物都会在过程中被回收,形成一个封闭的、不断重复的反应,不产生任何废料。
  在全球碳排放持续上升的背景下,如果没有这样的干预措施,想要实现1.5摄氏度的气候目标将极为困难。阿杰伊?甘比尔是帝国理工学院格兰瑟姆气候变化研究所的高级研究员,也是2019年一篇关于DAC如何缓解气候的论文作者之一,他说:“如果没有直接空气捕获,就可能发生各种各样难以预料的情况,我们将很难实现巴黎协定的目标。”

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