碳捕集技术不是万能药,单靠碳捕集实现碳中和没戏,靠种树也不行。
——零碳君
科学家们呼吁,如果我们要在未来几十年内避免最坏的气候结果,就必须大幅减少大气中的二氧化碳。碳捕捉技术能起到作用吗?以下是想要了解碳捕集技术常问的一些问题。
二氧化碳是一种热诱导气体。它在某些情况下通过火山爆发等过程自然释放,但在过去170多年里,它的数量迅速增加,这在很大程度上是由于人类活动,特别是化石燃料的燃烧。美国国家航空航天局指出,大气中的二氧化碳浓度比1850年工业化前的水平高出48%,比以前的2万年期间上升得更快。这反过来又导致了全球温度的危险上升。最近的联合国气候报告警告说,必须大幅减少大气中的碳,以防止全球气温在2100年之前上升超过2摄氏度,并引发一连串的气候灾难。许多专家认为,简单地减少排放不会让我们达到这个目标,特别是因为如航空旅行的某些行业,将需要很多年时间才能完全脱碳。必须采取碳捕获,即直接从空气中去除二氧化碳的行为才能实现这个目标。有多种捕获碳的方法。基于自然的解决方案,比如树木可以吸收碳,而森林是天然的碳汇,因此重新造林的努力是去碳计划的一部分。但大规模植树并不是万能的。一旦碳被储存在树木和植被等生物质中,还不清楚它在再次逃逸之前会已固态的形式保持多久,特别是因为越来越多的森林已经变得越来越容易受到森林火灾的影响,而这是气候变化的另一个可怕后果。这意味着碳捕集技术将可能发挥作用。
主要有两种的基于技术的碳捕获方法。碳捕集与封存(CCS)技术,该技术在诸如燃煤或燃气电厂的烟囱等二氧化碳排放源处直接捕获二氧化碳,在其释放到大气中之前将其捕获。另一种方法是直接空气捕集(DAC),其目的是从空气中吸取二氧化碳,即使它是在很久以前释放的。这两种方法都有相同的目标:隔离碳,通常是在地下,在那里它可以被永久地储存起来,或者被回收并用于其他过程,如混凝土生产。DAC的优点是它可以部署在任何地方,并且比CCS或基于自然的解决方案需要更少的水和土地,而且也可以由可再生能源驱动。
该技术肯定仍处于初创阶段,但正在迅速获得注意。在欧洲,已经有一些系统在运行,9月8日,由专门从事DAC技术的瑞士公司Climeworks建造的一个名为Orca的大型新设施在冰岛上线。它将成为同类产品中最大的一个。Orca主要由废热(来自任何使用能源的过程的剩余热量)提供动力,采用八个碳 “收集器”,通过风扇将空气卷进来,然后使用高选择性的过滤材料将碳隔离。然后,碳被加热、冷却,并被注入地下。Climeworks表示,该系统将很快每年清除多达4000公吨的二氧化碳,而且据说没有什么理由怀疑其实现这一目标的能力。但很快,其他项目——一个在美国西南部,另一个在苏格兰(其目标是每年净清除约100万吨碳)——在规模上可能会超过Orca。
肯定不行。上个月的联合国报告估计,为了促进将全球平均气温上升限制在1.5摄氏度这一最乐观的情况,每年需要清除高达170亿吨的二氧化碳。没有人期望Orca或其他正在开发的项目能够独立承担这一负担,因此该技术的支持者希望新项目能够证明直接空气捕集能够作为一个可行的商业产业独立存在,为进一步的技术和设施铺平道路。问问专家,你可能会得到各种不同的答案。一些人认为DAC仍将是一个小众技术,但其他人认为需求会增长。最后,很大程度上将取决于成本。几年前,Climeworks的高管告诉记者Jon Gertner,捕获一吨碳的成本大约在500-600美元之间。最近对该行业的分析发现,DAC的成本范围有可能最终低至每吨100美元。这可能是一个漫长的过程--需要建造更多的工厂,工程师们可能将不得不继续努力,通过寻找更便宜的材料和改进装配工艺来降低生产成本。但乐观主义者指出,其他气候技术,比如太阳能,最初相当昂贵,但最终进入了产业界主流,变得不仅仅是可以负担,而且是完全廉价的。如果Orca能够降低DAC的价格,它可以作为一个有希望的迹象,表明扩大规模确实是可行的,并说服航空公司等主要行业投资于该技术以抵消其排放。政府也准备投资,包括美国在联邦和州一级。如果参议院的两党基础设施法案本月如期在众议院通过,并提交给拜登总统的办公桌,它将拨出多达35亿美元的资金来帮助建造大型DAC工厂。现在说DAC技术的前景可能还为时过早,但CCS已经经历了一些重大失败。一个值得注意的例子是雪佛龙公司的一个项目,该项目试图将碳埋在西澳大利亚的一个岛屿下。其目标是在头五年内捕获并储存一个天然气基地80%的排放物,但这个项目没有做到这一点。不一定。许多人认为这将给石油和天然气行业提供一个轻松的机会,而不会鼓励急需的从化石燃料的转变。早在7月,美国和加拿大的500多个环保组织签署了一封公开信,表达了对政府支持碳捕获技术的担忧。他们担心的是,如果石油和天然气公司可以实施他们自己的碳捕获系统来抵消排放,他们会以此为借口继续开采化石燃料,最终使现有的问题长期存在。批评者认为,即使是一些更善意的建立碳基础设施的努力,实际上也只是为了转移对打击化石燃料的注意力,他们认为打击化石燃料才是优先事项。虽然有相当多的反对意见,但许多其他环保人士仍然保持中立或赞成碳捕集技术,只要它与其他消除温室气体排放的努力相配合。对化石燃料行业的担忧是真实的,虽然美国能源部化石能源办公室的参谋长Shuchi Talati已经澄清“避免排放总是优先考虑的”,但是人们越来越认识到,碳捕集对于实现气候目标以保持温度下降是必要的。反过来也是如此。像Climeworks这样的公司已经表态,说他们意识到他们的技术不是万能药,还需要其他缓解措施。