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不切实际的想法?从空气中直接吸收二氧化碳“冷却”地球

zhiyongz 4年前 (2021-03-15) 阅读数 #科学

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。

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?

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。

令人意想不到的是,压缩二氧化碳的最大客户之一竟然是化石燃料行业。当油井枯竭时,可用气体注入或化学品注入的方式,将剩余的石油从地下挤压出来,这一过程被称为“强化采油技术”。二氧化碳是一个很受欢迎的选项,并且还有一个额外的好处,那就是可以将碳锁在地下,完成碳捕获和储存的最后一步。西方石油公司(Occidental Petroleum)已经与Carbon Engineering公司合作,准备在德克萨斯州建设一个全尺寸的DAC工厂,每年为强化采油提供约5000万吨二氧化碳。每一吨用于该技术的二氧化碳都可以抵免225美元的税收优惠。

将空气中的二氧化碳最终储存于油田的地下,或许再合适不过,但讽刺的是,为了实现这一目的,唯一的融资方式竟是获取更多的石油。西方石油公司和其他一些公司希望,通过将二氧化碳泵入地下的方式,大幅减少石油对碳排放的影响;这是典型的强化回收作业,在储存1吨二氧化碳的同时,新采掘的石油又释放了1.5吨二氧化碳。因此,尽管这个过程减少了与石油相关的碳排放,但并不能真正地实现收支平衡。

Climeworks公司在瑞士苏黎世附近的工厂,其捕获的二氧化碳被出售给附近的温室蔬菜种植者

Climeworks公司在瑞士苏黎世附近的工厂,其捕获的二氧化碳被出售给附近的温室蔬菜种植者

压缩二氧化碳还有一些其他的用途,可能会使其更具有商业可行性。另一家从事直接空气捕获的公司Climeworks目前运行着14个规模较小的装置,每年储存900吨二氧化碳,卖给温室以促进蔬菜的生长。目前,该公司正在研究一个长期的解决方案:在冰岛建设的一座能将捕获的二氧化碳与水混合的工厂,并将混合物泵入地下500至600米深处,使二氧化碳气体与周围的玄武岩发生反应,最终成为石头的一部分。为了筹集资金,该公司向各大企业和民众提供购买碳补偿的能力,起价仅为每月7欧元。这能否说服世界其他国家购买呢?

“DAC总是要花钱的,除非有人付钱给你,否则就没有经济激励。”克里斯•古道尔在《我们现在需要做什么:为零碳的未来》(What We Need To Do Now: For A Zero Carbon Future)一书中写道,“Climeworks公司可以向善良的人出售信用,与微软和Stripe公司签订合同,每年从大气中提取几百吨(二氧化碳),但这需要扩大到100万倍的规模,这需要有人为此买单。”

电动汽车获得了大量补贴,太阳能发电场也得到了低廉的融资,但你看不到DAC得到这样的待遇,人们对减排的关注度如此之高,但对其他问题的关注却没有达到同样程度,比如大气中二氧化碳的含量。DAC面临的最大障碍是,制定政策时并没有将其考虑在内。

DAC将走上与其他气候技术类似的道路,并变得更加廉价。研究者正在完善成本曲线,展示了技术会如何快速地降低成本。在风能和太阳能方面,也克服了类似的障碍。最重要的是尽可能多地部署这些设施。政府对该技术商业化的支持是很重要的,因为它是第一个客户,也是一个非常有钱的客户。

也有研究者主张征收全球碳税,如果不购买碳补偿的话,碳税会使排放碳的成本变得更高。但这在政治上仍是一个难以被人接受的选项。没有人愿意支付更高的税收,特别是许多人认为高能量生活方式的外部效应——不断增加的野火、干旱、洪水和海平面上升——都是别人的负担。

我们还需要在社会上就这些技术的成本进行更广泛的讨论。气候变化,以及自然灾害的发生或加剧都会使人类付出巨大的代价。我们也许需要摒弃DAC应该廉价的想法。

风险和回报

促进温室蔬菜的生长是DAC的应用之一

促进温室蔬菜的生长是DAC的应用之一

即使有关方面同意建造3万个工业规模的DAC工厂,并找到运营这些工厂所需的化学材料,以及支付所有费用的资金,人类也不一定会脱离困境。事实上,由于所谓的“缓解威慑”(mitigation deterrence)现象,我们最终可能会比以前更糟糕。

如果你认为DAC将在中长期的未来出现,那么在短时期内,过量的排放就不会有所减少,如果DAC工厂的规模无法扩大,比如很难生产足够的吸附剂,或者吸附剂很快就会降解;这项技术可能会变得更加棘手,成本比预期的更加高昂,那么在某种意义上,如果短期内没有采取有效措施的话,地球的温度就注定会上升得更快。

DAC的批评者指出,该技术的吸引力很大程度上在于一种只存在于假想中的承诺,允许我们继续过着富碳的生活。但对于一些难以减碳的行业(比如航空业),通过补偿来为DAC提供资金可能是最可行的选择。如果从空气中移除碳比停止飞行代价更低、更容易做到的话,DAC或许就能在碳排放控制中真正发挥作用。

但这并不是一种非此即彼的情况,我们需要在近期迅速减少排放,但与此同时,也要坚决发展DAC,以确定其能否在未来为我们服务,DAC是平衡碳预算的关键工具,我们今天还无法移除的碳,可以在未来再进行移除。

寻求扩大DAC规模的同时,最重要的根本因素是证明大规模DAC是“可行的,也是负担得起并可用的”。如果Carbon Engineering公司最终取得成功,地球气候的未来可能就将看到希望。


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