鱼与熊掌可以兼得!不只能发电,还二氧化碳负排放的科技——《在大灭绝来临前》
2022 2月 08 By binance币安怎么注册下载 0 comment

「气候工作」公司(那间我付钱请他们把碳排放埋到冰岛的公司)是由克里斯多福.格巴德(Christoph Gebald)与简.沃兹巴赫(Jan Wurzbacher)这两位大学时代的朋友共同创办的。「我们是上大学第一天认识的,」沃兹巴赫回忆道,「我想我们第一周就问了彼此:『嘿,你想要做什麽?』然後我说:『嗯,我想要创立自己的公司。』」他们後来将研究所的奖学金分为两份;两人都花一半时间做博士班的研究,并且用另一半时间让公司成长。

就跟拉克纳一样,他们两个人面对了许多质疑。有人说,他们做的事情只是在转移焦点。如果大家认为有方法能从大气中抽走二氧化碳,那他们就会排放更多。「大家会反对我们说:『嗯,老兄,你们不该这麽做,』」沃兹巴赫跟我说,「但我们一直很顽固。」现年 35、6 岁的沃兹巴赫身材纤瘦,顶着一头孩子般的蓬乱黑发。我和他在「气候工作」公司的苏黎世总部碰面。那栋建物里不仅有办公室,也有金属加工厂,现场不仅带着科技新创的氛围,也有点脚踏车店的感觉。

「把二氧化碳从流动的空气中抽出来并不是什麽尖端科技,」沃兹巴赫跟我说,「这也不是什麽新鲜事。过去五十年来,人类都会从气流中过滤二氧化碳,只是用途不同。」

从空气中抽碳所面临的挑战

譬如在潜水艇中,船员呼出的二氧化碳必须排出去,否则会累积出对人体而言很危险的浓度。

但是能从空气中抽出碳是一回事,要能大规模执行则又是另一回事。燃烧化石燃料会产生能源,从科技中捕捉二氧化碳也「需要」能源。只要能源是透过燃烧化石燃料所产生的,那就一定会增加必须捕捉的碳量。

第二个重大挑战是处置方式。捕捉下来的二氧化碳需要送到安全的地方储存。「玄武岩的好处是我们很好对外解释,」沃兹巴赫说,「如果有人问:『嘿,但这真的安全吗?』答案很单纯:两年内,它就会变成位在地下一公里处的石头。就这麽简单。」合适的地下储存地点并不少见,但也不普遍;这表示,若要打造大型的碳捕捉工厂,要不是必须有个合适的地理位置,否则就得把二氧化碳运到远处。

最後是成本的问题。把二氧化碳从空气中取出来需要经费,现在这需要花很多的钱。把一吨重的碳排放变成石头,需要付给「气候工作」公司 1000 美元。我将 544 公斤的配额,都用在飞往雷克雅维克的单程飞机上,於是包含回程飞机以及去瑞士的航程在内的碳排放,就只能留在空中飘荡。沃兹巴赫跟我保证,随着愈来愈多的捕捉装置装设完成,价格也会下降;在 10 年左右的时间内,可望降到每吨 100 美元。

如果碳排放以类似比例课税的话,那麽就更容易计算:基本上,只要抽出一吨二氧化碳,就能少付一吨的碳税。但如果碳仍旧能免费排入大气中,那又有谁愿意付这笔钱呢?即使一吨只要付 100 美元,把十亿吨二氧化碳(只是世界年度排放量的一小部分)埋起来,就需要花上 1000 亿美元。

我也问沃兹巴赫,这个世界是否已准备好为直接从空气中捕捉碳的技术付费。「也许我们太早投入了,」沃兹巴赫若有所思地说,「也许时机正好;又或许我们迟了一步——天晓得。」

生质能与碳捕集和封存 BECCS

一如有许多方式能把二氧化碳释放进空气中,其实也有很多(潜在的)方式能移除二氧化碳。一种名为「加速风化(enhanced weathering)」的技术可说是我在赫利舍迪电厂参观到的工程的反向版。这个概念并非将二氧化碳注入石头中,而是将石头带到地表与二氧化碳接触。

首先,要先将人为开采并碾碎的玄武岩散布到世界上炎热、潮湿地带的农田里,而二氧化碳与这些碎掉的石头起化学反应後,就能将其从空气中抽取出来。或者有人也提出,可以碾碎火山岩中常见的绿色矿物质:橄榄石,再撒入海洋中溶解。这麽做能使海洋吸收更多的二氧化碳,而且还有另一个好处:对抗海洋酸化。

另一类负排放科技(negative-emissions technologies,简称为 NETs)的灵感则源自於生物。植物生长时会吸收二氧化碳,而当它们腐朽时,二氧化碳就会回到大气中。种植新的森林能在植物体成熟之前吸收碳;有一篇瑞士研究人员最新的研究评估,种植一兆棵树就能在接下来数十年中,从大气中移除 2000 亿吨的碳。其他研究人员认为,这项数据将事实夸大了十倍甚至更多。尽管如此,他们也评道,新植林吸收碳的能力「还是很重要」。

为了解决朽木的问题,许多人提出各种技术方案。其一是将成树砍倒并埋在沟渠里;因为缺乏氧气,就能防止树木腐朽,以及随之而来的二氧化碳排放。另一个计画则只需要蒐集玉米梗等作物残留物,并倒入深海;在黑暗、冰冷的深海里,这些农余腐烂的速度会很慢,甚至完全不腐烂。这些听起来可能很怪的想法,也都是从自然中汲取灵感。在石炭纪(Carboniferous),有大量的植物遭到淹没并埋於地底。这些植物後来就变成煤矿——如果这些东西可以保留在地底,理论上就能把碳永远留在那里。

林地复育(Reforestation)与注入地下的技术相互结合後,即为「生质能与碳捕集和封存(Bioenergy with carbon capture and storage)」——BECCS(发音为「becks」)。

IPCC 所使用的预测模型极度倾向 BECCS,因为它可以同时达到负排放与发电两种目的。这种「鱼与熊掌兼得」的办法,以气候数学的角度来看,几乎所向无敌。

BECCS 的构想是种植能从空气中吸取碳的树木(以及部分谷物),接着便透过燃烧树木来发电,所产生的二氧化碳再从烟囱直接捕捉下来、送入地底。(2019 年,世界首个 BECCS 的前导实验已在英格兰北部一座木颗粒燃料发电厂展开。)

替代方案的土地面积要广、数量要大

这些替代方案所面临的挑战就跟直接从空气中捕捉碳一样,问题在於规模。马里兰大学的教授(University of Maryland)曾宁(Ning Zeng)是首创「树木砍伐与储存」概念的人。根据他的计算,若要每年消去 50 亿吨的碳,总共需要 1000 万条埋树沟渠,而且每一条都要跟奥运标准游泳池一样大。「假设有一组一共 10 人的人马每周可以用机械施工,挖出一条沟渠,」他写道,「那也需要 20 万组(200 万名工人)人马与机器。」

根据德国科学家一篇最新的研究,若要藉由「加速风化」移除十亿吨的二氧化碳,那就得要开采、碾碎并运送约 30 亿吨的玄武岩。作者群指出,需要开采、磨碎与输送的石头「虽然数量非常大」,但其实还比每年约 80 亿吨的煤矿开采量要来得少。

若要种植十亿棵树木,大约需要造出 906.5 万平方公里大的新林地。这片森林面积之广,会跟包含阿拉斯加在内的美国国土差不多大。这麽大片的耕地不再用於生产农作的话,可能造成上百万人面临饥饿。乔治城大学的教授欧卢费米.泰伊洛(Olúfẹ́miO. Táíwò)近期表示,有一种危机是「我们每迈出一大步的同时,却在公平正义上倒退两步。」然而,大家也不清楚,用未开发的土地是否就会比较安全。

树木是深色的,所以若把冻土变成森林,反而会增加地球要吸纳的能量,并造成全球暖化,最後也无法达成目标。解决这个问题的方法之一,可能是用 CRISPR 技术基因改造出浅色的树木。就我所知,目前还没有人提出这个构想,但似乎只是迟早的事。

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