近日, 美國哈佛大學一位教授稱, 他建立的一家公司預計2021年能夠實現工業規模的大氣層二氧化碳回收處理, 可以將二氧化碳轉變成為汽油! 6月7日, 美國哈佛大學和碳工程公司(Carbon Engineering)的科學家研究小組宣稱, 他們發現從大氣層中直接提取二氧化碳汙染物的廉價有效方法.
如果他們的技術能夠實現工業規模等級, 將改變人類對氣候變化問題的觀點, 它將成為人類有效抵禦全球氣候轉暖的決定性新工具, 但也有可能該策略會影響微妙的政治問題, 使社會很難適應變化.
這項研究表明, 未來似乎可以將科幻小說中的神秘科技轉變成為現實生活, 人們或許不久能夠從石灰岩, 氫氣和空氣中製造汽油和航空燃料. 它暗示著最終將建造一個巨大的工業規模碳洗滌網路, 能夠直接從大氣層中移除溫室氣體.
最重要的是, 這項最新技術值得人們高度關注, 因為它有望採取成本低廉的方法移除二氧化碳. 就在2011年, 一支專家小組評估稱, 從大氣中移除一噸二氧化碳的成本至少要600美元.
這項最新研究指出, 碳工程公司從大氣中移除1噸碳的成本最低是94美元, 最高不超過232美元. 照此計算, 平均一輛汽車燃燒1加侖汽油所釋放的二氧化碳, 將需要花費1-2.5美元進行清除.
卡內基研究所資深科學家肯·卡爾代拉(Ken Caldeira)說: '如果這些費用是真實的, 那麼這將是一個非常重要的結果. 這將開啟我們使用可負擔得起的資金, 在無需改變整個能源系統或者改變每個人行為的前提下, 就能穩定氣候. ' 目前, 該研究小組將研究報告發表在6月8日出版的《焦耳》雜誌上.
研究報告主要作者, 哈佛大學應用物理學教授大衛·基思(David Keith)說: '我們所做的是建立一個 '直接空中捕獲' 過程, 儘可能地建立在世界上普遍存在的現有進程和技術基礎之上, 這就是為什麼我們認為有擴大規模的合理可能性. ' 據悉, 基思是碳工程公司創始人和執行總裁, 碳工程公司致力於研究如何從大氣層中直接移除二氧化碳.
碳工程公司表示, 最新公布的這項技術已在加拿大不列顛哥倫比亞省斯誇米什地區一家小型試驗工廠進行了測試. 目前該公司正在積極尋求資金, 計劃建造一個工業製造規模的大型工廠. 基思稱, 預計該工廠將於2021年建造完成.
雖然這項技術化學過程比較複雜, 但並不依賴於未來 '空想科技' . 事實上, 基思和同事已將一個冷卻塔用於一家造紙廠空氣淨化處理. 它分為三個主要步驟:
第一步, 戶外空氣被吸入工廠的 '接觸器(contactors)' , 並暴露在堿性液體中. 這些接觸器類似於工業冷卻塔——它們擁有較大的風扇, 吸入來自戶外的空氣, 而且它的內襯是波紋狀塑料結構, 允許儘可能多的空氣與液體發生接觸. 在冷卻塔裡, 空氣用於冷卻堿性液體; 但在這個冷卻塔設計中, 空氣會接觸強堿物質, 二氧化碳是弱酸物質, 因此它們傾向於和強堿物質中和.
第二步, 包含二氧化碳的液體被帶入工廠, 它們將在這裡經曆一系列化學反應, 從強堿液體中分離酸性物質. 堿性液體被冷卻成固體顆粒, 然後緩慢加熱, 將它們轉化為漿狀物質. 同樣, 這些技術也被其它化學工業領域所借鑒, 基思介紹稱, 從碳酸鹽溶液中提取二氧化碳是世界上幾乎所有造紙廠所採用的方法.
第三步, 二氧化碳與氫結合在一起, 轉化成為液體燃料, 例如: 汽油, 柴油和噴氣燃料. 在某種程度上, 這是最傳統的操作進程——石油公司每天使用一種叫做 '費歇爾-特羅普希合成法' 的化學反應過程, 將碳氫化合物氣體轉變成為液體燃料. 但這是碳工程公司經營的關鍵環節, 這一階段可以製造碳中性碳氫化合物.
這意味著什麼呢? 舉個例子: 如果你在自己的汽車裡燃燒碳工程公司的氣體, 汽車排氣管將釋放二氧化碳汙染物, 釋放到地球大氣層. 但是由於這些二氧化碳氣體最初來自於空氣, 這種排放方式不會向大氣層中引入任何新的二氧化碳, 也不需要開採新的石油能源驅動你的汽車.
最終, 一種類似的進程可用於隔絕溫室氣體, 碳工程公司轉換二氧化碳氣體成為液體燃料, 將它們埋入地下深處, 從而減少了大氣層中吸熱氣體數量. 但是像這樣的技術不會對碳工程公司帶來任何產品進行銷售, 而且現在也沒有買家有意向購買.
基思說: '近期主要市場是製造碳中性碳氫燃料, 我們認為當前這一方法是一種脫碳轉移技術. ' 6月6日, 基思在麻薩諸塞州坎布裡奇市發言稱, 自己對氣候變化 '相當樂觀' , 原因是這些低碳燃料市場比前幾年更加景氣, 與此同時, 太陽能和風能等低碳發力設備建造成本較低.
其他專家表示, 他們受到基思和他同事最新研究的啟發和鼓勵. 但是他們警告稱, 這項研究報告中需要消耗時間審核成本預算和工程進展, 但是大家的積極性非常高, 大家一致的反應是: 嗯! 我希望做這項工作!
科羅拉多礦業大學副教授詹尼弗·威爾科特斯(Jennifer Wilcox)說: '我並不置疑該研究報告中成本範圍是否能被接受, 我認為通過他們技術方法處理每噸碳的成本可降至250美元, 並且在未來5年內完成. '
勞倫斯利物莫國家實驗室能源項目資深科學家羅傑·安納斯(Roger Aines)說: '碳工程公司的改進似乎都是正確的, 對於評估成本在我所期望的可接受範圍之內, 我感到非常欣慰. '
富蘭克林歐林學院化學工程副教授斯科特·赫西(Scott Hersey)稱, 依我看來, 這篇研究報告最重要的部分就是他們在一個原型工廠中測試該技術已有幾年時間, 這是非常重要的, 提供了一個比簡單計算或者計算模型更具說服力的事實證據.
卡爾代拉表示, 這項研究報告為當前最複雜的經濟領域適應氣候變化帶來了希望, 在人類經濟社會發展過程中, 最難脫碳的生產領域(例如: 鋼鐵製造業, 水泥製造業和長途航空業等)可能仍會繼續存在著, 我們僅需支付移除二氧化碳處理費用就行.
他繼續指出, 全球GDP大約在75萬億-110萬億美元之間, 移除大氣層所有二氧化碳將耗費3-5%的全球GDP(如果按照處理每噸碳的成本是100美元). 這是解決全球氣候問題的成本上限值, 因為有很多方法可以減少碳排放, 這比處理每噸碳花費100美元的成本更低.
基思說: '如果可能的話, 最重要的還是停止排放二氧化碳汙染物. 我的觀點是應該堅持先減少排放, 如果進行投票, 我的觀點是減排1噸二氧化碳, 比回收處理1噸二氧化碳的成本更低. 然而, 一旦我們大幅減排二氧化碳氣體, 我們非常樂意看到排放量降至零, 或許10-15年之後, 我們將非常高興地看到更多大規模的二氧化碳減排措施方案. '
