直接空氣碳捕獲新突破：二氧化碳變小蘇打效率提高三倍

文章來源:環(huán)球零碳碳交易網(wǎng)2023-03-16 12:00

應(yīng)對氣候危機(jī)需要減少化石燃料的燃燒，但在短期內(nèi)不太可能充分減少化石燃料和碳排放，科學(xué)家提出我們還需要從空氣中清除一些碳排放。

如何清除？大自然可以做到一部分，例如，森林和海洋是寶貴的碳匯——但速度還不足以跟上人類的碳排放。因此，我們需要轉(zhuǎn)向技術(shù)來解決。

一種方法是直接在源頭捕獲碳污染，例如從鋼鐵或水泥廠的密集碳排放點；另一種是直接空氣二氧化碳捕獲（DAC）。

DAC技術(shù)有一個巨大障礙。因為二氧化碳在空氣中的濃度是非常稀薄的（約400ppm，即占空氣的0.04%左右），直接從空氣中捕獲二氧化碳并永久封存，不僅價格昂貴，每噸需要幾百美元，而且也需要消耗大量能源。

所以，尋找高效而廉價的捕獲技術(shù)，是很多科學(xué)家和企業(yè)界在不斷探索的問題。

最近，DAC技術(shù)又有新的進(jìn)展。美國賓夕法尼亞州伯利恒的利哈伊大學(xué)的科學(xué)家又制定了一種新方法，直接從空氣中吸收二氧化碳，并將其變成碳酸氫鈉（NaHCO3，俗稱“小蘇打”）并儲存在海洋中。

這項研究的作者Arup SenGupta說，這項技術(shù)可能比目前的碳捕獲技術(shù)效率高三倍，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志上。

目前，DAC技術(shù)在實施的項目，比較著名的是比爾蓋茨支持的Climeworks公司在冰島的直接空氣清除項目，這也是目前最大的DAC設(shè)施，每年可以捕獲多達(dá)4000噸的二氧化碳。

但相對全球300多億噸的碳排放量，這個數(shù)量還是非常少的。這相當(dāng)于不到800輛汽車在一年內(nèi)產(chǎn)生的碳排放。

SenGupta說，該研究中提出的新技術(shù)不僅可以擴(kuò)大規(guī)模和數(shù)量，而且價格還比較便宜。

利哈伊大學(xué)的研究團(tuán)隊使用銅溶液來替代現(xiàn)有直接空氣捕獲中使用的胺類溶劑。SenGupta說，這種銅制作的吸收劑，可以從大氣中去除超稀薄濃度的二氧化碳，其能力是現(xiàn)有吸收劑的兩到三倍。

這種材料可以很容易地、廉價地生產(chǎn)，并有助于降低直接空氣捕獲的成本。

二氧化碳被捕獲后，它就可以用海水變成碳酸氫鈉（即小蘇打），并以小濃度釋放到海洋中。

SenGupta說：“海洋是無限的碳匯，如果你把每天、或每年從大氣中排放的所有二氧化碳放入海洋，濃度的增加也是非常、非常小的。”

SenGupta的想法是，直接空氣捕獲工廠可以位于海上，使其能夠獲得大量的海水用于該過程。

愛丁堡大學(xué)的碳捕集與封存教授Stuart Haszeldine沒有參與這項研究，他告訴媒體，這種化學(xué)方法確實比較新穎和聰明。

他表示：“這個過程是對我們已經(jīng)知道的一個過程的修改，這比全新的東西更容易理解，并容易擴(kuò)大規(guī)模和開發(fā)。直接儲存到海水中的能力也是非常強(qiáng)大的，因為非常深的海洋有巨大的能力，可以持續(xù)幾百到幾千年的二氧化碳儲存。"

但Haszeldine強(qiáng)調(diào)，這可能會有監(jiān)管方面的障礙需要克服。在海洋中處理大噸位碳酸氫鈉可能被法律定義為“傾倒”，因為碳酸氫鈉被定義為工業(yè)廢棄物，這是國際條約所禁止的。

其他人仍然擔(dān)心這種方法對海洋有負(fù)面影響。“海洋已經(jīng)受到氣候變化、污染和其他人類活動的壓力，”謝菲爾德大學(xué)化學(xué)工程和化學(xué)教授Peter Styring表示，“除非你有一個完整的生態(tài)毒性研究，否則你不知道它會做什么，即使是小濃度的。”

另外一些科學(xué)家表示擔(dān)心，關(guān)注消除碳污染的技術(shù)可能會分散對減少化石燃料燃燒政策的注意力，或者可能給污染者提供繼續(xù)污染的許可。

但是考慮到氣候危機(jī)的規(guī)模，政府和國際機(jī)構(gòu)正在大力推動這項技術(shù)的發(fā)展。

Haszeldine說，還需要進(jìn)行更多的研究，以了解該方法如何在規(guī)模上發(fā)揮作用。但它很有希望，他補(bǔ)充說，"世界需要大量這種類型的發(fā)現(xiàn)"。

SenGupta說，該技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好走出實驗室并進(jìn)行試驗。“現(xiàn)在是向前邁進(jìn)的時候了，也許在全世界兩三個不同的地方做一些事情。讓其他人參與進(jìn)來，找到缺點，對其進(jìn)行改進(jìn)，然后再進(jìn)行相應(yīng)的工作。”他表示。

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