巨型二氧化碳吸收风机助力应对气候变化

Fog sourrounds the mountains in Goncalves, in the state of Minas Gerais in southwestern Brazil, April 18, 2014. REUTERS/Paulo Whitaker (BRAZIL - Tags: ENVIRONMENT) - RTR3LTJ1
From dimming the sunlight to using fans to remove carbon dioxide from the atmosphere, geo-engineering could offer hope to tackle global warming.Image: REUTERS/Paulo Whitaker
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作为一项旨在为地球降温的气候工程行动的一部分,科学家正用巨型风机从空气中吸收二氧化碳,并准备从气球释放化学物质以削弱阳光。

支持者表示,这些风险高、往往成本昂贵的项目亟需推进,以寻找实现《巴黎气候协定》目标的途径,遏制全球变暖。研究人员认为,全球变暖导致热浪、暴雨和海平面上升加剧。

Image: 路透社

联合国表示,各项目标远未步入正轨,仅靠减少工厂或汽车等排放无法实现这些目标;尤其是在美国总统唐纳德·特朗普决定退出2015年协定之后。

他们正推动采用其他方式来控制气温。

瑞士公司 Climeworks 于5月在苏黎世附近的乡间启动一项耗资2300万美元的项目,利用巨型风机和过滤器从稀薄空气中吸收温室气体。该公司称这是全球首座“商业二氧化碳捕集厂”。

近年来,全球少数几家公司(如 Climeworks)开展的“直接空气捕集”研究已获得数千万美元资金,资助方包括各国政府、微软创始人比尔·盖茨和欧洲航天局。

如果将从空气中提取的大量温室气体埋入地下,就能帮助降低全球气温。这是一项激进举措,超越了《巴黎协定》主要着眼的减排措施。

Climeworks 估算,目前从空气中提取一吨二氧化碳的成本约为600美元;到2017年底,该工厂预计达到的年满负荷产能也只有900吨,相当于仅45名美国人的年排放量。

Climeworks 还亏本将这种气体卖给附近的温室,作为种植番茄和黄瓜的肥料;该公司也与汽车制造商奥迪合作,奥迪希望将碳用于生产更环保的燃料。

Climeworks 董事兼创始人扬·武尔茨巴赫表示,该公司怀有改变地球的雄心:到2025年,将成本降至每吨约100美元,并捕集全球人为碳排放量的1%。

他说:“《巴黎协定》达成后,这项业务发生了重大变化。”投资者和股东的兴趣已从碳的工业用途转向遏制气候变化。

然而,工厂、发电厂和汽车向大气排放二氧化碳所面临的处罚很低,甚至不存在。在欧盟,每吨排放的成本为5欧元(5.82美元)。

分离二氧化碳也很复杂,因为这种气体仅占空气的0.04%。在瑞士,用卡车运送、供温室使用或用于给饮料充气的纯二氧化碳,价格最高约为每吨300美元。

参与直接空气捕集的其他公司包括加拿大的 Carbon Engineering、美国的 Global Thermostat,以及荷兰的 Skytree。后者是欧洲航天局的一家衍生公司,最初成立的目的是寻找过滤航天器中宇航员呼出二氧化碳的方法。

并非科幻

《巴黎协定》旨在将本世纪全球气温升幅控制在2摄氏度(3.6华氏度)以内,理想目标是控制在1.5摄氏度(2.7华氏度),以上述升温幅度均以工业化前为基准。

但联合国数据显示,目前的减排计划并不足够,尤其是在没有美国参与的情况下;本世纪全球必须通过从自然界提取碳,转向实现净“负排放”。

风险更高的“地球工程”方案或可作为后备措施,例如削弱全球日照、向海洋投放铁以吸收碳,或尝试造云。

在大学开展的新研究中,哈佛大学于2016年启动了一项地球工程项目,研究如何削弱阳光为地球降温;该项目已从私人捐助者那里筹得750万美元,并计划于2018年在亚利桑那州上空进行首次户外实验。

哈佛大学的戴维·基思说:“如果想有把握达到1.5摄氏度的目标,就需要开展太阳能地球工程。”

基思的团队计划明年从亚利桑那州上空的高空热气球释放约1公斤(2.2磅)削弱阳光的物质,可能是碳酸钙,并通过一项小规模实验观察其对平流层微物理过程的影响。

他说:“我不认为这是什么科幻……对我来说,这是普通的大气科学。”

一些研究指出,例如使用削弱阳光的化学物质进行地球工程,可能会影响全球天气模式,并扰乱至关重要的季风。

许多专家还担心,把希望寄托在任何能够解决气候变化的技术上,会分散人们对减排的注意力;造成地球升温的正是这些排放。

斯坦福大学气候变化学教授克里斯托弗·菲尔德5月写道:“寄望未来大规模部署碳移除技术,就像今天大吃甜点,却指望明天靠抽脂解决问题。”

反对气候工程的加拿大 ETC Group 成员吉姆·托马斯表示,直接空气捕集可能制造“一种问题已解决的假象,人们可能出于玩世不恭或天真,借此鼓吹‘超调’《巴黎协定》目标等政策主张”。

但各国政府面临两难。地表平均气温已经比工业化前水平高约1摄氏度(1.8华氏度),去年更创下历史新高。

新成立的卡内基气候地球工程治理项目负责人亚诺什·帕斯托尔说:“我们陷入困境了。问题不在于是否会超调,而在于会超出多少度、持续多少十年。”

面对艰难抉择,许多专家表示,从大气中提取碳是风险较低的方案之一。本月,在德国举行的一场峰会上,除特朗普以外的主要经济体领导人称《巴黎协定》“不可逆转”。

荒唐至极

牛津大学物理学教授雷蒙德·皮尔亨伯特表示,太阳能地球工程项目看起来“荒唐至极”。

相比之下,他说:“二氧化碳移除在技术上很有挑战,但值得投资和试验。”

从空气中提取碳最自然的方式是种植森林,让树木在生长过程中吸收这种气体,但这会占用大片农田。另一种办法是建造燃烧木材的发电厂,并将释放出的二氧化碳埋入地下。

Carbon Engineering 于2009年成立,获得盖茨以及加拿大石油天然气集团 Canadian Natural Resources Ltd 董事长默里·爱德华兹的支持。该公司已筹得约4000万美元,利用涡轮机和过滤器每天提取约一吨二氧化碳。

Carbon Engineering 业务发展经理杰弗里·霍姆斯说:“我们的主要目标是合成燃料”,供应给加利福尼亚等碳价较高的市场。

但他补充说,对于从空气中吸收大量二氧化碳的长期方案,“《巴黎协定》有所助益”。

其他可能的地球工程技术包括制造云层,使阳光反射回太空;一种可能的方法是喷洒海水雾。

美国海洋云增亮项目首席主任凯利·万瑟表示,这种技术或可在局部使用,例如保护澳大利亚的大堡礁。

武尔茨巴赫称,他正在向投资者探询一项新构想:据他说,这是首个以每吨500美元的价格从空气中捕集并埋存50吨二氧化碳的提议。

他说,尽管这在经济上显然不划算,但对希望跻身一项新兴绿色技术前沿的公司而言,或许颇具吸引力。(1美元 = 0.9538瑞士法郎)(1美元 = 0.8593欧元)

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