Orca:从空气中捕捉二氧化碳,并将其注入到岩石之中

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编者按:想要解决碳排放问题,不仅要找到在未来减少碳排放的方式,还要尽可能减少目前已经在空气中存在的温室气体。目前,瑞士的一家初创公司Climeworks在冰岛尝试使用一种名叫Orca的DAC设备,来捕捉空气中的二氧化碳,并将其注入到几百米深的玄武岩基岩中,使其矿化。“净化空气,并将碳放回地下”的概念已经从科幻小说变成了科学。以前许多人认为直接捕捉空气是无稽之谈,那Orca就是你可以看得到和摸得着的东西,让“从空气中捕捉二氧化碳的理念”走上了可信的道路。本文来自编译,希望对您有所启发。

斯蒂芬·希茨(Stephan Hitz)在冰岛的一个“超凡脱世”的地方中操作着一台看起来很奇怪的机器,他停了下来,用《星球大战》(Star Wars)的比喻来解释他在气候技术前沿的工作,“我觉得我来自黑暗面,要成为一名绝地武士,” 当寒风吹过一望无际的冷却熔岩和遥远的火山时,他开玩笑说。

这位37岁的服务技术人员来自苏黎世,在加入Climeworks之前,他在航空和海运行业工作了9年。Climeworks是一家瑞士初创公司,试图弥补这些严重污染行业造成的损害。

他说:“知道自己是在帮助地球而不是在破坏它,确实会给你带来额外的满足感。”

希茨和他的小技术团队正在运行Orca,世界上最大的商业直接空气捕获(DAC)设备,从9月开始,该设备开始从距离首都雷克雅未克20英里的一个地点提取空气中的二氧化碳。

当风吹起附近Hellisheidi地热发电厂喷出的蒸汽云团时,Orca发出轻柔的嗡嗡声。Orca就像四台巨大的空调,每个空调有一个集装箱大小,放在另一个上面。

每个容器装有12个大型圆形风扇,由地热发电厂的可再生电力提供动力,这些风扇将空气吸入钢制集水箱,在这里,全球变暖背后的主要温室气体二氧化碳(CO2)与一种沙质过滤物质发生化学反应。

当对过滤物质加热时,它会释放出二氧化碳,然后由一家名为Carbfix的冰岛公司将其与水混合,制成可饮用的碳酸水。

其他几家公司正在努力从美国和其他地方的空气中提取碳,但只有在冰岛的火山高原,二氧化碳被转化成闪闪发光的鸡尾酒,注入几百米深的玄武岩基岩中。

Carbfix公司发现,二氧化碳混合物会与玄武岩发生化学反应,在两到三年的时间里变成岩石,而不是人们认为的矿化过程需要几个世纪。因此,它将Climeworks公司的DAC捕获的二氧化碳通过钢质冰屋保护起来,使其不受恶劣环境的影响,并将其泵入地下。钢质冰屋看起来就像是太空电影中的道具。

这是一种永久性的解决方案,不像种植森林那样,在变暖的地球上,会通过腐烂、砍伐或燃烧来释放碳。一些专家担心,虽然其他公司计划注入空油气田的二氧化碳最终也可能泄漏,但一旦碳变成岩石了,它就去不了任何地方了。

Orca被宣传为世界上第一个商业DAC单位,因为它每年可以提取4000吨二氧化碳,已经有8000人在网上订购了脱碳的费用,这些公司包括Stripe、瑞士再保险、奥迪微软

摇滚乐队酷玩(Coldplay)最近加入了这些公司的行列,向Climeworks公司支付自愿碳信用额,以抵消他们自己的部分碳排放。该公司希望有一天能够通过将成本降低到低于这些信贷的售价而获利。

问题是Orca的排放量相当于人类每年二氧化碳排放量的三秒钟,而人类每年的二氧化碳排放量接近400亿吨,但Orca至少表明,净化空气并将碳放回地下的概念已经从科幻小说变成了科学。

汇丰全球研究(HSBC Global Research)驻伦敦的气候变化分析师塔里克·索利曼(Tarek Soliman)表示,在雷克雅未克的尝试并不是那种能证明该技术能够达到对气候变化产生真正影响所需的规模和成本的“巨大飞跃”。

“但这是朝那个方向迈出的一步,”索利曼说,“鉴于许多人认为直接捕捉空气是无稽之谈,那Orca就是你可以看得到和摸得着的东西,让‘从空气中捕捉二氧化碳的理念’走上了可信的道路。”

Climeworks的创始人之一克里斯托夫·格巴尔德(Christoph Gebald)坚信,这项技术可以在未来三四十年发展成价值一万亿美元的产业。他说,如果在苏格兰格拉斯哥召开的联合国气候大会COP26看到大多数国家承诺到2050年实现净零排放,这个目标就会得到帮助。

他在苏黎世表示:“这将是格拉斯哥的一个理想结果,同时决策者认识到,任何实现净零的方法都必须包括除碳和减排。”

格巴尔德今年38岁,说话轻声细语。当他在瑞士学习机械工程时,和另一位德国人扬·乌兹巴赫尔(Jan Wurzbacher)开始了DAC的工作。他们在2009年成立了自己的公司,但格巴尔德表示,他们的重大突破是2018年联合国领导的政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, ipcc)发布的报告,该报告提出,如果要将全球变暖控制在1.5摄氏度以内,就需要在2050年前实现净零排放。至关重要的是,它还产生了第一个科学共识,即一些排放很难根除,因此所有实现“净零”的可行途径都将依赖于消除一些以前的碳排放。

格巴尔德说,基于机器的解决方案可能不得不承担一半的工作量,因为大多数基于自然的方案的潜力受到可耕地短缺的限制。

将每年4000公吨的风力发电量迅速提高到50亿公吨,以帮助遏制气候变化,这似乎是一种幻想,但与1980年在新罕布什尔州Crotched山(Crotched Mountain)投入使用的世界上第一个商业风电场相比,这是一个有趣的对比。该项目由20台涡轮机组成,总输出功率为60万瓦。40年后的2020年,全球风电装机容量增加了123万倍,达到740千兆瓦。

如果以同样的速度增加Orca的年产量,那么到2060年左右它将产生50亿吨二氧化碳的去除能力。

“这正是气候科学要求我们为实现气候目标所做的,” 格巴尔德说。

这一挑战的成败将取决于如何降低成本,格巴尔德说,目前成本约为每公吨600至800美元。他说,到2030年,产量的增加将使这些成本降至每吨200至300美元,在2035年左右降至100至150美元。

格巴尔德说,如果DAC获得了帮助电动汽车和太阳能电池板部署和发展的补贴,它就能具有竞争力了。

与风能和太阳能的根本区别在于,它们最终是由利润动机驱动的,因为一旦补贴帮助新能源提高了竞争力,它们就产生了一种宝贵的资产:廉价的电力。

DAC的主要“产出”是帮助拯救地球,而这必须依赖政府的支持,如排放信用和对碳排放者征税,因此格拉斯哥会议这样的会议很重要。

虽然希茨和他的团队正在监测Orca,以完善他们的下一个工厂(该工厂将是现在的10倍大,预计将在两到三年内投入使用),但格巴尔德承认,Orca在很多方面已经实现了它的目标。“我们知道这项技术是有效的,所以对Orca的主要实验实际上是测试市场对除碳的兴趣,我们非常高兴的是,该工厂的很大一部分产能已经被承包了。”

Carbfix公司正忙于探索如何使其矿化过程适应于其他类型的岩石,以及如何在缺乏淡水的地方使用海水。

2007年,在时任冰岛总统的格里姆松(Olafur Ragnar Grimsson)的推动下启动了Carbfix这个研究项目。一位当地科学家曾告诉格里姆松,冰岛的多孔玄武岩可以在不产生任何地震问题的情况下将二氧化碳矿化。

2016年,在结束20年的总统任期后不久,格里姆松巩固了他作为Orca推动者的地位。当时,他正在一家豪华酒店的酒吧里散步,参加在摩洛哥马拉喀什举行的联合国气候大会。

他说:“我碰巧听到一位美国投资者坐在桌子旁,大声宣传这家瑞士新公司。他说,这家公司拥有直接从空气中提取碳的技术。所以我停下来说,‘嘿,在冰岛我们知道怎么把那碳变成石头!’”。

尽管发生了这个小插曲,但Carbfix的首席执行官埃达·阿拉多蒂尔(Edda Aradottir)说,她不相信最近的联合国气候大会能做出足够的努力,帮助“负排放技术”发挥其潜力。

“不知何故,这些事件似乎很少达到它们设定的目标,”她说。

格里姆松对格拉斯哥也持悲观态度,他说:“问题是,大会主要是寻找减少排放的方法。”

他说,这很好,但“我们还必须消灭空气中已经存在的一些碳。”如果我们不尽快开始这样做,我们将永远无法在气候变化问题上取得成功。”

译者:Jane

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