新技术让大气“捕碳”更容易,或带动低碳燃料
2018-06-10 19:41   来源:网络整理  

从空气中捕捉二氧化碳,并利用这些二氧化碳合成燃料看起来像是解决气候问题的最终方案:我们可以将二氧化碳进行循环,而不是将二氧化碳直接排放到大气中了之。然而,这类技术成本还很高——按目前情况估算,大约每吨二氧化碳要消耗600美元。不过,在最新的研究中,科学家表示未来化工厂可以将这一成本降低到100美元每吨以内。

斯坦福大学气候学家Chris Field表示,这一数字“并不是天方夜谭”。该数据基于一个真实的研究试点和科学家对大规模使用该二氧化碳捕获技术的合理推论。普林斯顿大学的生态学家、美国国家科学院、工程和医学院的碳排放技术小组主席Stephen Pacala说,“这些数据确实是可以测量的。”

直到现在,所有气候变化相关的成本仍是预测。气候学家表示,如果想要避免地球达到2℃增温极限,各个国家在本世纪中叶需要将二氧化碳排放降低至几乎为0并处理掉比排放量更多的二氧化碳。现今已有许多所谓的“负排放技术”,如种植多年生植物制造生物燃料、土壤碳封存等。

图 | 不同的“负排放技术”(图源:Science

其中最具影响力的为大气二氧化碳捕获技术(DAC),该技术将空气吹入含有可捕获二氧化碳的溶剂中实现二氧化碳捕获。纯化后的二氧化碳可注入地下或用于制造商业产品,如燃料或塑料。但在2011年,美国物理学会(American Physical Society)的一篇综述显示,二氧化碳捕获技术成本大概在600美元/吨。

但这并没有阻止哈佛大学物理学家David Keith创办二氧化碳捕捉技术公司。在2015年,碳工程(Carbon Engineering)公司在加拿大的不列颠哥伦比亚省启动了碳捕获第一个试点。工厂将捕获碳后的溶液转换为固体,该固体加热后可释放二氧化碳。这些捕获了二氧化碳的物质可以被循环利用。3年后,Keith和他的同事收集了足够的数据计算该工厂的效率,并同时预测利用该技术进行商业规模生产的成本。结果显示:该技术捕获二氧化碳的成本约在94~232美元/吨。这一结果报道在 6 月 7 日的《焦耳》(Joule)杂志上。

图 | “碳工程”二氧化碳捕获液体(图源:碳工程

该公司同时开展了将捕获的二氧化碳转化为液体燃料的试点,燃料包括天然气、柴油和喷气燃料。一种可再生能源——电动电解器首先将水电解为氢气和氧气,之后通过传统化学工程技术将氢气与二氧化碳结合生成液态碳水化合物。碳工程CEO Steve Oldham表示,如果二氧化碳捕获成本能够限制在足够低的范围内,该公司可以以1美元每升的成本生产的这种合成燃料。

该燃料仍然比现今市面上的大多数燃料更贵,但贵得并不多。同时,由于该过程将大气中的碳进行了循环,这种燃料可作为一种低碳燃料,这种低碳燃料正是加州等地急需的燃料,并享有产品溢价。这些政策将进一步推动二氧化碳捕获技术公司进一步降低成本,Oldham说。然而仍需注意的是,这项技术并不是缓和气候变化的完美解决方案,目前我们还不知道二氧化碳捕获技术大规模使用是否能够达到足够的周转速度进而调节大气二氧化碳水平。“确定该技术是否可以发挥大规模效应还有很长的路要走。”

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