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今天,人类的集体活动每年向大气中储存约500亿吨二氧化碳。所有这些二氧化碳会吸收来自太阳的热量,使整个地球变暖,创造新的条件,改变我们所知道的生命。

但尖端的碳捕捉技术正让世界顶尖科学家和工程师们离解决气候变化之谜更近了一步。

人类每年向大气中排放约500亿吨二氧化碳。这是造成气候变化危机的主要原因。照片由故事块提供。

人类每年向大气中排放约500亿吨二氧化碳。这是造成气候变化危机的主要原因。照片由故事块提供。

如何减少我们的碳足迹

说到气候变化,很多人相信,俗话说,预防是最好的药。防止二氧化碳进入大气也许是减少碳足迹最简单的方法之一。

除了种植树木和种植屋顶花园,更多宣传的应对气候变化的策略包括首先防止温室气体污染物进入大气。这种方法促使人们使用替代交通工具、清洁能源和更环保的耕作方式。

但还有另一个组织致力于消除已经存在的问题。许多科学家报告说,减少温室气体排放可能不足以让人类应对气候变化的挑战。

在这一点上,我们可以采取措施防止气候变化恶化,但我们不能完全阻止这个问题的发生。因此,科学家们说,我们需要尝试从大气中去除二氧化碳,努力实现碳中和——这意味着我们要清除我们排放的二氧化碳。

气候变化是一件令人讨厌的事情。我们需要人类所有的智慧才能度过这一时刻。

史蒂夫·奥尔德姆首席执行官,碳工程

让清洁的空气成为现实

从规模上看,手头的任务并不容易。科学家们认为,到本世纪末,我们每年需要清除大约100亿吨二氧化碳。

什么是碳捕获?

今天,有几种从大气中提取二氧化碳的潜在策略,它们被广泛称为“碳捕获”。这些碳去除策略分为两类:

电中性的:把提取的碳作为一种可重复使用的燃料来使用。在这种情况下,我们移除的温室气体和排放的一样多。

负数:把提取出来的碳长期储存起来,除去的碳比我们使用的还要多。

在化石燃料燃烧的地方,二氧化碳非常集中,从而简化了捕获过程。然而,在开放的大气中,二氧化碳分子是非常分散的。这种类型的碳捕获更具挑战性。

碳工程和二氧化碳提取机

对于从事大规模碳去除工作的工程师来说,他们的梦想是设计一个闭环系统,在这个系统中,释放的碳可以被当作一种商品或资源来处理,而不是废料。

这些闭环策略中最著名的是“直接空气捕捉”。该策略试图直接从开放的大气中提取二氧化碳,以便加以利用。

但直接捕捉空气是一个相当昂贵的提议。如果能以每吨150美元或更少的价格捕获二氧化碳,理想情况下甚至更少,并重新用于销售,直接空气捕获将成为商业上可行的企业。碳捕获设施将产生足够的收入来支付其成本。

2018年,Carbon Engineering公司在BC省斯夸米什的试点工厂。图片由Carbon Engineering提供。

2018年,Carbon Engineering公司在BC省斯夸米什的试点工厂。图片由Carbon Engineering提供。

现在,一家名为Carbon Engineering的加拿大公司正在把这个梦想变成现实。他们的二氧化碳提取机用一个大风扇将普通空气吸入,然后通过一系列装置将气体转化为液体,然后转化为固体,然后再转化为气体进一步净化。第二种方法是使用过氧化氢,将二氧化碳转化为可燃烧的燃料,可以用来替代化石燃料。

从根本上说,我们的过程有四个步骤。每一步都使二氧化碳更加集中。第一步是一个大风扇,它能把空气吸进去。它会与一种化学物质发生反应并吸收空气中80%的二氧化碳。我们利用富含二氧化碳的溶液,沉淀出固体碳酸钙小球。我们加热这些非常小的颗粒,然后释放出二氧化碳。你可以用它做两件事。你可以选择把它永久地埋在某个安全的地方。现在你已经减少了二氧化碳的总量,这是负碳的,或者你可以从中制造出产物。

史蒂夫·奥尔德姆首席执行官,碳工程

到目前为止,碳工程已经将碳提取的成本降低到最低每吨二氧化碳94美元,使其成为经济上可行的努力。在未来,碳工程公司希望建立一个商业设施,可以捕获一百万吨二氧化碳的含量这大约是我们每年碳排放量的0。02%。

直接空气捕捉技术不是只关注排放碳的地方,比如发电厂或工厂,而是设计在任何地方都可以使用。碳工程公司说,这种方法使他们的方法在资源、地质特征和经济激励在世界各地不同的地方具有很强的适应性。

一项新技术的无限潜力

将大气中的二氧化碳转化为商业燃料只是这项技术的潜在应用之一。在正确的经济激励下,这项技术可能会产生净负效应,即碳被简单地掩埋。

我们刚刚宣布了我们在德克萨斯州的第一家大型工厂。我们预计那会是一个100万吨的大气二氧化碳工厂。这相当于一株植物有1400万棵树。

史蒂夫·奥尔德姆首席执行官,碳工程

碳工程公司的科学家们正致力于开发更多具有碳其他用途的设施,例如利用碳来帮助西德克萨斯州的石油钻探,这是一个净负碳过程。

通过碳捕获,碳工程能够将二氧化碳转化为商业产品,如上图所示的合成原油。这有可能把这些工厂变成具有商业可行性的企业。

通过碳捕获,碳工程能够将二氧化碳转化为商业产品,如上图所示的合成原油。这有可能把这些工厂变成具有商业可行性的企业。

目前,出售提取出来的碳为开发这一成熟技术提供了资金。最终,碳工程公司希望过渡到这样一种模式:把碳埋起来是唯一的选择。

但是,现在还不要回到过去那种随意喷洒水网的方式。追求这种技术也可能给人类的生存带来威胁。如果社会认为二氧化碳排放没有后果,基于未来技术将拯救我们的假设,它可能会对我们的气候反应产生不利影响。

碳捕获可能不是气候变化之谜的最后一块,但它是解决危机的众多必要解决方案之一。碳去除可以让我们重新利用已经排放的碳,让人类有机会以最有效的方式应对气候变化。

最终,随着我们建设一个更可持续的世界,碳捕获将为我们赢得时间。

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