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新一輪“氣候淘金熱”正在興起 直接空氣碳捕獲能否減排“降溫”?

5個月前 來源:科技日報(bào) 觀看:114

2015年,包括195個國家和歐盟在內(nèi)的各方共同簽署了《巴黎協(xié)定》,承諾將制定并實(shí)施一系列計(jì)劃,旨在將全球平均氣溫升幅嚴(yán)格限制在1.5℃以內(nèi)。然而,到了2023年,全球氣溫在全年大部分時間甚至整個年度都突破了這一臨界值,這不禁讓人對實(shí)現(xiàn)該宏偉目標(biāo)的長期可行性提出質(zhì)疑。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

為了扭轉(zhuǎn)這一趨勢,全球必須致力于削減大氣中的溫室氣體含量。為此,人們已經(jīng)提出并采納了多種旨在“穩(wěn)定氣候”的應(yīng)對策略。其中,許多策略都聚焦于大幅削減二氧化碳(CO2)排放,并輔之以直接空氣捕獲(DAC)技術(shù),該技術(shù)能從人們周圍的空氣中,高效去除CO2。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

高效降低大氣中碳濃度csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

想象一下,一個堵塞的浴缸水滿為患,眼看就要淹沒浴室。這時,人們有兩個選擇:要么關(guān)掉水龍頭,要么舀出水來,爭取時間疏通排水管。大氣中的CO2排放就像浴缸溢出的水。CO2的點(diǎn)源捕集技術(shù)就像是關(guān)掉水龍頭,在排放源(如煙囪)處捕獲CO2,防止其進(jìn)入大氣層引發(fā)變暖;而CO2移除則像是從浴缸中舀水,移除已排放到大氣中的CO2。點(diǎn)源捕集技術(shù)旨在從源頭防止排放導(dǎo)致變暖,而CO2移除則是逆轉(zhuǎn)已導(dǎo)致變暖的排放。盡管這兩個概念經(jīng)常被相提并論,但它們在應(yīng)對氣候變化過程中是兩種截然不同的手段。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

《麻省理工技術(shù)評論》和《福布斯》周刊網(wǎng)站介紹,CO2去除是通過物理方式從大氣或海洋中去除CO2以減緩全球變暖的過程。其中,DAC可從空氣中去除CO2,而直接海洋捕獲(DOC)可從海洋中去除CO2。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

DAC技術(shù)具有兩個顯著優(yōu)勢:它能直接檢測量和驗(yàn)證移除的碳量,效果立竿見影;當(dāng)與地質(zhì)儲存結(jié)合時,能永久隔離CO2,避免其重新釋放至大氣中。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

業(yè)界爭相押注DAC技術(shù)csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

據(jù)投資銀行杰富瑞集團(tuán)稱,自2018年以來,致力于從空氣中捕集CO2的公司已籌集了超過50億美元。在此之前,這類投資幾乎為零。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

例如,加拿大深空公司已籌集了5000多萬美元用于開發(fā)CO2去除項(xiàng)目。該公司成立于2022年,總部位于蒙特利爾,是一家技術(shù)中立的碳去除項(xiàng)目開發(fā)商,其在加拿大開展的“深空阿爾法”項(xiàng)目采用了從DAC到DOC的方法,目標(biāo)是從大氣中去除數(shù)十億噸的碳并將其永久封存在地下。該項(xiàng)目完全由太陽能發(fā)電場提供動力,將使用類似于巨型抽風(fēng)機(jī)的直接空氣捕獲系統(tǒng),每年從大氣中清除3000噸CO2,并將其注入地下2公里處進(jìn)行永久封存。預(yù)計(jì)該設(shè)施將于今年春季投入運(yùn)營。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

另一家值得關(guān)注的公司是瑞士的Climeworks。該公司已在冰島建成了世界最大的DAC工廠Mammoth,并從投資者那里籌集了超過8億美元資金。2023年8月,美國能源部與Climeworks合作,于路易斯安那州西部共建“柏樹計(jì)劃”DAC中心,目標(biāo)是年捕獲百萬噸CO2并封存。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

市場普遍認(rèn)為,該領(lǐng)域即將迎來爆發(fā)式增長,掀起新的一輪“氣候淘金熱”。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

然而,《紐約時報(bào)》刊文稱,盡管巨額資金涌入,現(xiàn)有數(shù)十個運(yùn)營中的DAC設(shè)施的處理能力,仍僅占人類排放量的極小部分。即便擴(kuò)建數(shù)百座工廠,去除量也遠(yuǎn)不足以抵消年度排放量的1%。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

仍面臨四大現(xiàn)實(shí)考量csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

麻省理工學(xué)院能源倡議團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,DAC技術(shù)目前仍面臨四大核心挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)直接關(guān)乎該技術(shù)的可行性與效率。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

第一個挑戰(zhàn)在于規(guī)模。大氣中CO2濃度極低,約為0.04%,相比之下,工業(yè)排放源中的濃度高達(dá)3%—20%。因此,從大氣中去除一噸CO2需處理約720個奧運(yùn)會標(biāo)準(zhǔn)游泳池體積的空氣,這要求有巨型設(shè)備,如4層樓高、近5米長的空氣接觸器。盡管預(yù)測顯示DAC技術(shù)每年可去除5億—40億噸CO2,但實(shí)現(xiàn)億噸級部署的可能性高度不確定。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

其次,能源需求是另一大障礙。由于大氣中CO2濃度低,DAC技術(shù)需捕獲大量空氣,能耗巨大,每去除1噸CO2至少需要1.2兆瓦時電力。若使用高碳電力,將違背減碳初衷。大規(guī)模部署DAC技術(shù)需超過全球總發(fā)電量40%的電力,且隨著電氣化進(jìn)程加速,清潔電力將面臨更多競爭性需求,引發(fā)資源分配爭議。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

此外,選址也是需要考慮的一大因素。盡管空氣無處不在,但DAC工廠需靠近低碳能源和CO2儲存設(shè)施,這要求昂貴且復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。而適宜的氣象條件和專用土地也是必要條件,單元間距需確保性能最大化,避免相互干擾。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

最后,成本問題不容忽視?;谇笆鎏魬?zhàn),DAC技術(shù)的成本高昂,每去除一噸CO2的成本遠(yuǎn)超當(dāng)前模型預(yù)測的100—200美元。與從工業(yè)排放源中捕獲CO2相比,大氣中CO2的低濃度導(dǎo)致成本顯著增加。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

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其次,能源需求是另一大障礙。由于大氣中CO2濃度低,DAC技術(shù)需捕獲大量空氣,能耗巨大,每去除1噸CO2至少需要1.2兆瓦時電力。若使用高碳電力,將違背減碳初衷。大規(guī)模部署DAC技術(shù)需超過全球總發(fā)電量40%的電力,且隨著電氣化進(jìn)程加速,清潔電力將面臨更多競爭性需求,引發(fā)資源分配爭議。csp即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

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