二氧化碳如何成为应对气候变化的盟友

Why not both?
Why not both?Image: Callum Shaw / Unsplash
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  • 仅靠减排不足以实现净零排放。

  • 碳捕集也将发挥重要作用,而我们所储存的二氧化碳现在可以用作越来越多应用领域的原材料。

  • 许多以二氧化碳为原料的产品已经上市。

净零排放——即气候中和的世界——至少在技术上,似乎可以通过极大的努力实现。但最重要的是,有一点很清楚:仅靠减排不足以实现这一目标。

这一点尤其适用于工业领域,工业排放了人类产生的温室气体的很大一部分。对于某些行业而言,要完全避免二氧化碳排放极其困难,甚至几乎不可能;例如水泥、化肥或钢铁的生产。在这些情况下,需要其他方法。

目前最常见的思路是捕集排放的二氧化碳,从而逐步减少大气中的二氧化碳总量,即所谓的二氧化碳移除(CDR)。多年来,这一方法一直是政府间气候变化专门委员会(IPCC)工具箱中的一部分。关于如何移除这种气体以及如何处置它,存在多种设想。例如,我们可以种植更多树木,并恢复能够吸收二氧化碳的沼泽地,但这有可能因干旱或火灾而最终释放二氧化碳。或者,我们可以将二氧化碳封存于海洋中,但这将带来海水酸性进一步增强的副作用。

当然,所有这些大胆的地球工程设想都有其利弊,但不应简单地予以否定。例如,在迈向氢经济的过程中,我们可能需要封存二氧化碳。目前,可再生电力不足以大规模生产无排放的“绿氢”。其“蓝氢”同类技术可能是一种过渡技术:利用天然气制氢,同时将产生的二氧化碳分离并永久封存。

将二氧化碳用作新的原材料

但我认为,我们还应以截然不同的方式进行思考。我们不必仅仅把二氧化碳视为必须加以清除并封存的敌人。为何不将其设想为一种朋友和助手呢?毕竟,我们实际上可以对从工厂排气口逸出的废气加以利用,例如将其用作一种环境友好型的新原材料。我们可以将其用于建筑材料、塑料以及许多重要基础化学品(如甲醇)的生产,仅举几例。

专家将此称为碳捕集与利用(CCU),这一理念正日益受到欢迎。然而,它尚未引起公众的关注。这也是在11月举行的COP26气候峰会上重点关注二氧化碳循环利用的又一原因。

利用剩余二氧化碳的途径有多种Image: LTT,亚琛工业大学(RWTH Aachen University)

政界人士已在许多方面认识到碳捕集与利用的潜力。例如,德国政府长期以来一直推动众多研究项目,二氧化碳循环利用也在欧洲绿色协议中发挥作用。现在,我们需要进一步改善有助于获取大量低成本绿色电力的框架条件,并设计二氧化碳排放成本,使碳捕集与利用具备竞争力。

气候保护拼图中缺失的一块

科学界和企业界对这一议题寄予厚望,并正在推动其发展。例如,全球二氧化碳倡议(Global CO2 Initiative)是由密歇根大学的专家组成的网络,致力于使二氧化碳捕集成为主流气候解决方案。欧洲二氧化碳价值组织(CO2 Value Europe)是一个由众多研究机构和企业组成的协会,致力于实现同一目标。大家一致认为:碳捕集与利用是能够补全气候保护拼图的关键一块。在全球范围内,二氧化碳已被用作原材料,应用于越来越多的应用领域和行业中——而且这一趋势正在迅速上升。

碳捕集与利用对化工和塑料行业而言尤为重要。该行业的产品需要碳,目前它主要从石油等化石来源获取。因此,该行业约占全球二氧化碳排放量的6%。由此可见,在实现气候中和的道路上,碳必须来自其他无排放来源,例如回收塑料废弃物、生物质,以及二氧化碳。

与此同时,越来越多以二氧化碳而非石油为原料制成的塑料部件正陆续进入市场。床垫和汽车座椅用泡沫、运动场地胶黏剂、纺织用纤维以及更多产品,均可利用二氧化碳生产。

以自然为师

不仅大型企业如此;全球越来越多的初创企业也在生产中使用二氧化碳。它们以自然为师,模仿植物数百万年来一直在做的事情:借助太阳能,将二氧化碳和水转化为糖和氧气。例如,一家来自芬兰的年轻企业Solar Foods正在利用这一工艺生产一种可作为食品补充剂的蛋白质粉。

二氧化碳主要来自生产过程中的排放废气。虽然这不会进一步增加排放,但也不会减少大气中二氧化碳的总量。不过,也可以直接从环境空气中提取这种气体,一些企业正在率先探索这一方法。

国际能源署估计,目前约4000万吨二氧化碳通过碳捕集与利用得以捕集——但其潜力要大得多。专家认为,这一潜力范围从 每年1亿吨至150亿吨。相比之下,人类目前每年排放到大气中的约330亿吨二氧化碳,这一数量不可忽视。连同向循环经济的转型,碳捕集与利用是我们应当认真考虑的选项,以实现我们最重要的目标:净零排放。

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