一位专家解读:如何将工业碳排放转化为建筑材料

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  • 到2040年,矿物碳化国际公司(MCi)希望将10亿吨二氧化碳锁存于建筑材料之中。

  • Sophia Hamblin Wang是世界经济论坛全球青年领袖之一,也是矿物碳化国际公司的首席运营官。

  • 她在此解释了这一过程,以及商业领袖如何加入承诺脱碳的群体,且该群体正在不断壮大。

2020年1月,Sophia Hamblin Wang前往瑞士达沃斯时,她的祖国澳大利亚大片地区正陷于火海之中。

“我的许多社区都受到了深刻的影响。在三个月的时间里,我们每天都能感受到这种影响。

“经历这场气候灾难,让我对自己的人生道路更加坚定,我无法用言语充分表达这一点,”她说道。

Sophia以世界经济论坛年会全球青年领袖的身份出席会议,同时担任MCi首席运营官。MCi是一家技术平台,致力于将二氧化碳转化为建筑材料及其他有价值的工业产品。

该公司已设计并建成三套碳反应器系统,其中包括其旗舰项目——位于澳大利亚纽卡斯尔、全球首座参考中试工厂,该工厂可将工业过程产生的废料和排放物加以转化——并希望到2040年每年锁存10亿吨二氧化碳。

在我们的视频通话中,她举起一块石膏板,这块石膏板是将二氧化碳与一种储量丰富的低品位岩石——蛇纹岩——结合制成的。

“这实际上是一种负排放建筑材料——它锁存的二氧化碳远多于制造它所用的二氧化碳。因此,我们是把自己的排放物嵌入到了墙体之中。世界上蛇纹岩的储量足以锁存过去和未来所有化石燃料产生的全部排放。”

回到达沃斯,在小组讨论脱碳议题时,Sophia突然意识到,作为在场最年轻的人,她将在助力世界实现《巴黎协定》目标方面发挥关键作用——到2050年将排放量减至零将全球变暖幅度控制在1.5摄氏度以内。

“我是在场唯一一个仍将在2050年继续工作的人。这与冒名顶替综合征恰恰相反。我意识到,在这个房间里,绝对没有任何与我相似的声音——而在这些场合中,多元化至关重要。”

十个月后,Sophia将再次在世界经济论坛的“变革先锋”峰会上发言。尽管新冠疫情仍在持续,但近几周来,主要经济体纷纷作出承诺,全球在迈向零排放的竞赛中又向前迈进了一步。

在此,她讨论了MCi的碳捕集与利用工艺,以及她为何热衷于倡导将碳视为一种宝贵资源。

什么是矿物碳化?

自工业革命以来,我们向大气中排放了过量的二氧化碳。因此,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)报告以及众多政府间组织的意见,我们知道必须减少排放,并在2050年前实现净零排放。但我们也知道,很可能需要从大气中捕集二氧化碳并加以利用。因此,MCi正在研发一种可将二氧化碳转化为可用材料的技术。

我们利用地球自然储存二氧化碳的过程,这一过程被称为矿物碳化或风化作用。溶解的二氧化碳与岩石中的矿物质发生反应,生成碳酸盐。碳酸盐性质稳定,可长期存在,并可用于建筑。英格兰的多佛白崖便是地球自然风化过程的一个例子——在数百万年间,二氧化碳被吸收进这些悬崖之中,这也正是它们呈现白色的原因。我们只是将这一过程从数百万年缩短至工业环境中的数小时。

将废料和二氧化碳转化为建筑材料。Image: 矿物碳化国际公司

MCi生产哪些产品?

我们的技术就像一个黑箱:可以投入钢渣或焚烧炉底灰等工业废料,或是本地开采的矿物,以及各种不同的矿物,再加上烟道气。我们实际上并不需要纯二氧化碳,任何直接从烟囱排出的气体都可以。随后,我们在设施中使对其进行反应,并生成可加工成多种产品的产出物。在澳大利亚纽卡斯尔的中试工厂,我们每天都在以这种方式生产碳酸盐产品,例如水泥砖和石膏板。

这是一个完整的循环经济体系:处理废料并将其转化为新产品。我们认为,将二氧化碳视为一种资源,并积极采用碳捕集与利用技术,将尤其有助于更快地推动难以减排行业的变革。以气候变化为基础创建商业模式颇具吸引力,其促使排放变革的速度可能快于等待部分政府立法,也快于等待市场中的行为改变——而后者同样十分重要。

该工艺的排放来自何处?

在过去十年中,全球在可再生能源方面的发展势头确实十分强劲。澳大利亚是一个资源型国家,但我们在可再生能源方面具有强大的潜力,我们也看到可再生能源的发展前景十分良好。然而,还有一些行业确实需要尚不明确的脱碳方案,例如钢铁行业、水泥行业、化工行业,以及氢能的过渡性技术,这些行业同样需要二氧化碳的处理方案。

因此,我们确实认为,中期内这一转型需要各行业而不仅仅是能源行业迅速推进脱碳。而且,实际上我们无需碳价格也能实现这一目标。在我们下一阶段的规模化推进中,我们已经在考虑实现盈利,与地下封存等其他二氧化碳处理方式相比,这一点相当重要。

您在2020年看到了哪些脱碳方面的进展?这是否让您感到乐观?

我自2013年起便与MCi合作,我们一直在以商业保密的方式研发这项技术。全球各国政府在减排目标、排放交易体系以及其他基于市场的碳激励机制方面的态度与变化十分频繁,局势确实动荡不定。

不过,今年在达沃斯,我参加了一场名为“构建新碳经济”的小组讨论。与会者包括Kenneth Rogoff等循环经济领域的重量级人物,他们表示,二氧化碳其实并非罪魁祸首。它可以被用于制造大量有价值的产品,不仅包括建筑材料,还包括化学原料和燃料等各类产品。因此,这对于像我们这样的技术而言,是一个真正的起点。

全球许多大型企业借达沃斯论坛作出了净零、负排放的承诺。微软、苹果、必和必拓与力拓当时都已承诺实现净零排放。我当时心想:天哪,我们已不再是等待人们、企业和各国跟上步伐,而是即将展开一场竞赛。这是一场看哪种技术能够助力我们实现这些雄心勃勃目标的竞赛。这也在为何谓真正的雄心树立新的标准。

还需要采取哪些措施?

最近几周,日本、中国和韩国均已承诺到2050年实现净零排放,全球50%的GDP已承诺实现净零排放,这一点意义深远。随着全球作出这些至关重要的承诺,技术必须跟上步伐,加快研发、加速推进,并尽可能快地运转,以实现这些目标。我们知道,距离我们达到临界点只剩不到八年,因此未来八年将是这一进程中最为关键的时期。

MCi非常明确,我们将成为一系列重要解决方案中的一员,助力世界实现脱碳。我们将支持钢铁、水泥和化工等行业,并将与直接空气捕集技术展开合作,从大气中捕集二氧化碳,并将其锁存于安全、惰性的材料之中,从而助力建成环境的发展。

据估计,碳捕集与利用市场的规模几乎达到每年6万亿美元,并且未来还将继续增长。如果我们在寻求对我们这类技术的投资支持,以及政策确定性方面的支持,那么此类市场估算将大有助益,而这些估算数据才刚刚开始在未来三年内陆续发布。其中超过一半与建筑产品相关。

世界经济论坛在推动清洁能源转型方面正在采取哪些行动?

MCi的下一步计划是什么?

MCi已完成中试阶段,我们每年处理数百吨二氧化碳,并能够在多种不同环境中进行测试。目前,我们正专注于镍等领域的脱碳,为可持续镍生产以及钴、锂和其他矿业运营开辟一条路径,同时也涉及钢铁、水泥和氢能。接下来,我们将扩大规模,进入示范阶段,以生产大量碳酸盐。

但这里的最终目标是,到2040年锁存10亿吨二氧化碳,考虑到我们的技术可应用的诸多场景,这一目标是完全可以实现的。许多碳捕集与封存技术依赖税收减免及其他激励措施才具备经济可行性。我们确实需要相关机制和激励措施。但我们的技术无需等待这些措施。事实上,由于我们不确定市场需要多长时间才能与之协调一致,我们在研发技术时不得不兼顾较高的投资回报率。我们预计养老基金和ESG投资者将愿意为我们的工厂提供资金。

您会给商业领袖提出哪些建议?

如今的商业领袖不仅知道,要成为市场领导者,就必须设定雄心勃勃的气候目标,他们还需要以一种真正更为先进的方式看待排放问题。因此,不应仅关注自身排放和企业自身的范围1(直接)和范围2(间接)排放,还应关注其整个供应链和生态系统的脱碳情况(范围3)。事实上,我们确实看到,全球最大的企业都开始认真关注范围3排放的脱碳问题。

我们在澳大利亚对此非常关注,因为我们是一个以资源为基础的国家,而且我们拥有力拓和必和必拓等企业,它们作出了2050年前实现净零排放的承诺,并且确实在考虑其范围3排放。因此,作为铁矿石开采商,你所关注的范围一直延伸到钢铁生产商。我们需要实现脱碳,需要具有雄心,同时您还需要帮助整个生态系统也做正确的事,从现在开始减少并消除我们的排放。

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