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从空气中抽取二氧化碳,是正确的解决方式吗?

世界上第一家从大气层采集二氧化碳的工业设施是瑞士公司Climeworks研发的。 2017年该设备在距苏黎世几公里远的Hinwil投入使用。 © Keystone / Gaetan Bally

联合国在减缓气候变化的最新报告中提到了将二氧化碳从空气中移除的技术。那么这种瑞士已领先掌握的科技到底会给人类带来什么好处呢?

此内容发布于 2022年04月04日 - 11:15

为了到2050年实现碳中和,人类仅依靠减少温室气体排放和用新能源替代石油燃料还远远不够。空气中几十亿吨的二氧化碳都必须被移除。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)今天公布的最新报告将重点放在了限制及避免排放上。而从大气中分离且永久移除二氧化碳的方法虽然最具创新精神但也最惹争议。

政府间气候变化专门委员会和气候报告

政府间气候变化专门委员会 (IPCC,Intergovernmental Panel on Climate Change)设于日内瓦,目前共有195个成员国。它有3个工作组从不同角度研究气候变化:第一工作组 (WGI)着重于科学基础;第二工作组 (WGII)侧重于对自然系统的影响和适应性;第三工作组(WGIII)的重点是减缓气候变化(减少温室气体排放)。

2022年4月4日公布的报告由第三工作组提供,也是IPCC第6次评估报告的第3部分。第一部分于2021年8月公布,第二部分已于今年2月公布。

4月4日公布的报告将对政治领域产生较大影响,因为各国及国际上的气候政策制定都将以此为基础。

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什么是负排放技术?

负排放技术是指将大气中的二氧化碳永久移除的科技及措施。这是很重要的,因为空气中的二氧化碳越多,越会加剧全球气候变暖。之所以称之为“负”,是因为它不是要向大气中释放气体分子,而是要移除。

如何将二氧化碳从大气中移除?

总的说来方法有二:首先是生物方法,利用树木、植物等自然手段将CO2通过光合作用分离并储存。典型的生物分解二氧化碳的方法是通过植树造林或农业手段将碳固定在土壤里。

其次是直接从空气中捕获(Direct Air Capture,简称:DAC)二氧化碳对其进行永久保存或挪作他用。

下面的动画(英)展示出在DAC技术上处于世界领先地位的瑞士Climeworks公司研发的二氧化碳采集器是如何工作的:

外部内容

二氧化碳也能在产生的地方被拦截,例如在工厂、燃煤发电厂或焚烧厂(碳捕获和存储,简称:CCS)。然而这并非“负排放”,因为厂商并未把二氧化碳从大气中移除,而只是不让气体排放出来。

>> 扩展阅读:瑞士垃圾焚烧产生的二氧化碳有望封入北海

为了实现负排放,人们在捕获和存储碳的时候也可以结合生物质能(带有碳捕获和储存的生物能源,BECCS),也就是植树造林,借由植物的生长移除空气中的二氧化碳并当生物质在发电厂最终被焚烧时捕获、储存释放出的二氧化碳。

Bundesamt für Umwelt BAFU

从大气分离出的二氧化碳被送往哪里?

有一种可能是“回收利用”,并应用于食品和饮料工业、农业、能源业,以及生产碳氢化合物。苏黎世联邦理工学院建造了一种精炼装置,可以用太阳能和二氧化碳​​​​​​​来生产清洁能源。该校旗下的衍生公司Synhelion是首家利用二氧化碳​​​​​​​生产太阳能燃料、并将其商业化的。它已与瑞士航空公司签约为其提供环保的烷烃。

为了在今后的30年里实现碳中和,二氧化碳必须被永久封存。人类要充分利用地下,如被挖空的天然气和油田或地下的盐水层等,这些都是大有希望的解决办法。

目前每年可捕捉、移除多少二氧化碳​​​​​​​?

自70年代起工业界(CCS程序)就有了捕获和存储二氧化碳​​​​​​​的设施。全球目前有27家这样的设施在运行,其中一半在美国。根据国际能源署(IEA)的资料,每年可捕捉4000多万吨二氧化碳​​​​​​​相当于全球碳排放的0.1%。

而现在世界上有19个DAC设备,其总产能可以每年从空气中移除10.000吨二氧化碳​​​​​​​其中最大的设施于2021年由瑞士的Climeworks和冰岛的Carbfix投入使用。其厂址离雷克雅未克不远,每年可过滤最多4000吨二氧化碳​​​​​​​相当于在欧洲600人的碳排放。

捕获、移除二氧化碳的潜力如何?

洛桑联邦理工学院的Philippe Thalmann和Sascha Nick相信,该技术可以清除目前5-10%的排放。虽然其贡献有限,但也有益于在本世纪中实现碳中和,他们在近期发布的一项报告中这样写道。

为何对这种技术褒贬不一?

一些环保组织及部分学术团体认为这并非解决气候问题的办法。其原因是:费用高、能耗高、会给环境造成负担、工序复杂,还有将二氧化碳运往存储地比较困难等。

反对者尤其担心,这种技术会成为人们继续使用煤炭和石油的借口,并延长人们对于化石燃料的依赖时间。最高效、廉价、或许也是最简单的办法依然是:停止排放二氧化碳​​​​​​​。

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