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标题: 直接收罗氛围中的碳，将怎样影响能源来日诰日？ [打印本页]

作者: 梧月 时间: 2022-9-27 22:56
标题: 直接收罗氛围中的碳，将怎样影响能源来日诰日？

图片泉源@视觉中国

文 | 观察将来科技

现在，在环球气候题目日益严峻的背景下，为相识决气候题目，科学家们正在为社会提供越来越多的地质工程方面的解决方案。其中最为告急的应对方案，就是实施地球工程。英国皇家学会的一份报告将这一名词界说为“为了消减气候变化，刻意地、大尺度地操控地球气候系统”。
地球工程地球工程重要分为两个重要途径，即清除二氧化碳和处理惩罚太阳辐射。其中，二氧化碳的捕捉和存储，即将排放的二氧化碳通过网络分离然后压缩埋起来，将气态的碳网络起来，被以为是最安全，也是最可行的一种方式。
对于此，现在，从大气采取二氧化碳后，制作成碳复合材料的“氛围直接收罗技能”（DAC）正在受到世界范围内的关注。这项被称为应对气候变化的“B计划”，也被戴尔·杰米森的戏称，是那些没有实行安全消费的社会所须要服用的紧急避孕药。不但云云，在成为拯救地球计划的同时，DAC还展示出了对于革新能源来日诰日的极大潜力。

最安全的地球工程

众所周知，环球变暖是由温室气体造成的。温室气体浓度的增长才导致了地球的升温，由于这些气体的存在，所以地表能保持均匀14度左右的温度。如果没有温室气体，地球外貌均匀温度就只有零下19度。
在已往一百年里，温室气体浓度之所以会快速增长，则是由于石油产业的发展，不能否认，石油的开采为地球的现代化做出了非常大的贡献，但也打破了已往千年来天然界的碳排放的平衡。
人类已经把以煤、石油和天然气的情势储存在岩石圈中的碳转移到了大气圈，而且由此使其进入了海洋。在工业革命开始从前的1750年，人类每年以这种方式可能向大气中开释了300万吨的碳。而在一个世纪后的1850年，这一数字约为5000万吨。又经过了一个世纪，到第二次世界大战竣事之时，它已经增长了20倍多，到达约12亿吨。
接着，在“二战”竣事后的15年里，人类每年向大气圈散播25亿吨的碳。这个数字在1970年增长至凌驾40亿吨，在1990年增长至凌驾60亿吨，在2015年增长至95亿吨左右——是1750年的3200倍和1945年总量的8倍。
增长的人为碳排放量提高了大气二氧化碳浓度，现在的二氧化碳浓度约为400ppm，要知道，工业化从前的基线则只有280ppm。这是已往几十万年且有可能是已往2000万年里二氧化碳所能到达的最高浓度。
在如许的背景下，当前环球范围内都在试图从化石燃料转换成再生能源，也不断有国家禁止贩售使用化石燃料的汽车，其中大部分的欧洲国家更将目标设在2030年。预计到了2040年左右，环球将险些看不到使用化石燃料的燃油车。
但是，光靠大幅淘汰化石燃料的使用就能解决气候变迁题目，或是光靠去碳化并不能阻止地球暖化——现在，已经有非常多的二氧化碳存在大气之中，只管多年来，人们已经采取了大规模的造林、海洋藻类培养等吸取碳排放的天然方法，但成效却都不怎么令人满足。
拦阻人们碳减排的另一个因素，则关于社会财富。从已往100年的历史数据来看，一个国家历史上二氧化碳累计的排放量和今天的GDP成正比关系——发展中国家和发达国家都服从这个规律，也就是说，人均历史上累计多排一吨碳，人均GDP就增长70到140美元，相反要减排一吨碳GDP就淘汰70到140美元。
这意味着，从国家层面来说，将来在经济蛋糕中分得更多，没有国家会乐意承担碳排放的任务，除非是通过国际公约的约束；而作为个体的排放者，根本没有为全人类共同福社而减排的动机。所以每个人都会以为，岂论个人本身的排放是多少，也不可能左右全人类总的排放量。
于是，为了克制气候变迁带来的最糟糕影响，地球工程也被越来越多的提及——我们须要可以“直接收罗”大气中大量二氧化碳的技能，而这项技能将成为解决地球暖化的关键。

地球工程的惊人代价

相较于其他地球工程技能，当前，“氛围直接收罗技能”更表现出改变将来环境与贸易的潜能。由于它不只是单纯地改善地球环境，还能使用氛围中的二氧化碳制成许多产物——将来，人们不但能收罗氛围中的二氧化碳，而且能使用它造出塑胶、混凝士等材料。这项技能正在展现出惊人的经济代价。要知道，碳元素是构成地球上所有生物的须要条件，也是制造业、能源及运轮产业的核心资源。
相较于已往的二氧化碳收罗技能，今天的二氧化碳收罗技能技能已经发展至可以随时随地直接收罗大量二氧化碳，而且能生产燃料。
第一代碳捕捉是使用碳捕捉与封存（Point Source Capture）技能，逶过直接捕捉发电厂烟囱排放的二氧化碳，并将之永世埋在土里。范围是，这项技能必须大规模会集兴建工厂。而今天的DAC技能则可以随时进行收罗且完全独立设置。最常见的DAC技能，是使用巨型风扇吸取周围的氛围，再过滤并捕捉二氧化碳。
它前面有流着氢氧化钾的铁架，当溶液与氛围相遇时，溶液就会捕捉二氧化碳。之后，经过化学反应产生碳酸钙，再将其加热并合成可使用的燃料，像是能使用于交通工具上的柴油及航空燃油等产物。DAC燃料最大的优点，是可以直接使用传统的化石燃料基础建立，比方油管、加油站等。
根据美国国家科学院（NAS）的报告表现，如果抽取二氧化碳的价格跌到每吨 100 美元～150 美元以下的话，氛围捕捉生产的燃料将能在经济上与传统原油竞争。目前，Carbon Engineering 、Climeworks、Global Thermostat 等公司目前拥有开始辈的 DAC 技能，这些公司已经从大气中捕捉了大量的二氧化碳量。
其中，Carbon Engineering总部位于加拿大卡加利，是2009年建立的贸易用 DAC 技能公司。这家比尔盖茨也投入资金的公司，已经完成了规模 6,600 万美元的 C轮融资，并声称可以捕捉到每吨94 美元的二氧化碳。他们的目标是在 2021 年时到达每日生产2,000桶燃料。
Climeworks则主打使用氛围捕捉的 18 吨二氧化碳供给周遭的温室种植蔬菜。Climeworks表示，他们一年可以捕捉 900 吨二氧化碳，而捕捉大气中每吨二氧化碳须要的成本约600美元。
Global Thermostat则使用可吸附二氧化碳的“胺”处理惩罚过的碳海绵来过滤大气中的二氧化碳。该公司目前有上至一年5万吨，下至40吨的小规模碳捕捉计划。其捕捉的每吨二氧化碳成本则在120美元左右，按照规模的巨细，还可以捕捉到每吨 50 美元的二氧化碳。
与Global Thermostat的胺吸附剂差异，Antecy则使用无机固体吸附剂来进行碳捕捉，无机固体吸附剂具有高稳固性、高结实性及使用寿命长等优点。别的，该公司所使用的无毒材料可以接纳再使用。以目前的结果来推测，二氧化碳捕捉的成本约为每吨 50美元～ 80 美元。
可以看到，当前的“氛围直接收罗技能”已经在贸易领域崭露头角，而DAC当前所展现出的贸易代价，还只是一个开始。

颠覆能源的格局

氛围直接收罗技能的发展，除了改善地球环境，还能使用氛围中的二氧化碳制成许多产物，更告急的，是在能源领域掀起的颠覆——DAC技能能使环球燃料成本均匀化。如果能靠氛围捕捉方式生产燃料的话，燃料就能自给自足。
石油资源的分布催生了巨大的石油产业。根据2020年BP统计数据表现，世界石油储量分布极不平衡，一半以上可探明储量分布在中东地区，其次为中南美洲和北美洲，亚太地区石油可探明储量比重很小。由于资源禀赋占绝对上风，油气产业根本是中东国家的重要经济支柱，由于开发条件优越，开采成本较低，使其在石油市场上具有极强的竞争实力。
自OPEC国家建立后，中东国家在世界石油市场中恒久处于石油主导职位。从中东石油资源方面看，中东国家作为世界最大的石油生产富集区，拥有环球一半的石油储量，沙特是世界石油储量最多的国家，占环球石油可探明储量的17.2%，具有绝对资源上风和相当的国际话语权。
而且，环球石油资源分布的不平衡，还直接促进了石油贸易的流动，而石油贸易则涉及到各自国家核心长处，石油供应的稳固性在肯定程度上关系到世界各国的发展。比如，作为石油生产大国的俄罗斯，在遭受美欧等国制裁时，石油也是其反制西方的一个告急工具。对于此，DAC将从根本上重新界说资源的分配，在将来，DAC技能的先辈与否，将成为新的资源本领。
别的，继水资源后，地球上使用最广的元素就是混凝土，混凝土占了现在环球二氧化碳排放量的 7%。将来，环球还将会须要相当大量的塑胶及建筑材料。如果将 DAC 捕捉到的二氧化碳注人水泥的话，混淆物的强度会加强，就能制作成更结实的水泥。基于此，人们将不再须要制作永世隔离二氧化碳的地底碳封存空间，就能解决碳排放。
也就是说，人们可以使用 DAC 技能，以更自制的成本生产更结实的水泥。比如，CarbonCure 就是制作这种水泥的公司，目前，CarbonCure已得到凌驾 900 万美元募资，该公司正在开发能够应用在二氧化碳混淆水泥的 DAC 技能。
此外，DAC还可以应用在太空产业。火星的大气中有 95%是二氧化碳，这使得火星能成为 DAC 最理想的供给泉源。究竟，为了实现“火星地球化”，我们必须生产出足以供我们居住在火星的燃料、用3D打印制作零件及建筑材料等，而DAC 技能可以在所有的生产过程中发挥助力。
就地球工程来说，只管地球工程存在已知或未知的风险，但为防止万一人类没能充分淘汰温室气体排放，没能阻止灾难性气候变化，我们还是应该开发出一个具有可信度的B计划，而在一众地球工程的方案中， DAC已经成为间隔人们最近，以及风险更少的方案。
而就能源革新来看， DAC掀起的能源厘革，正在表现出巨大的贸易代价，领导人们走向石油期间之后的下一个富饶期间。

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