马斯克重奖“最佳碳捕获技术”引热议,成本高昂久攻不下,碳捕获技术亟待突破|科技创新世界潮

2021-02-09 17:57:28 来源: 科技日报 作者: 刘霞


图片来源:视觉中国

科技日报记者 刘霞

美国太空探索技术(SpaceX)公司首席执行官埃隆·马斯克近日在推特上宣布,计划拿出一亿美元,设立“最佳碳捕获技术”奖。

美国哥伦比亚大学全球能源政策中心高级研究学者胡里奥·弗里德曼对美国消费者新闻与商业频道网站(CNBC)表示:“马斯克此举反映了私营部门在气候变化和投资领域日益成熟。”

多年来,鉴于成本高昂,碳捕获技术一直未曾腾飞。不过,一直有不少科学家在致力于改进碳捕获技术,并为收集的二氧化碳找到其他用武之地。

全球需要更多碳捕获项目

碳捕获、利用和封存(CCUS)技术,指的是将炼油厂或工厂、发电厂排放的二氧化碳废料从源头上捕获,然后储存起来,目的是从环境中清除潜在的有害副产品,缓解气候变化。此外,CCUS也包括直接从空气中捕获二氧化碳。总部位于法国巴黎的国际能源署称,从空气中而不是从工厂烟囱中捕获碳被称为“直接空气捕获”。

麻省理工学院能源计划高级研究工程师、《碳捕获》作者霍华德·赫尔佐格对CNBC表示,最早的CCUS技术被用于提高石油的采收率——将二氧化碳泵入油田,帮助石油公司从地底取回更多石油。

直到20世纪80年代,人们才开始研究利用碳捕获技术缓解气候变化。随后,到20世纪90年代,碳捕获项目日益增多。国际能源署提供的数据显示,从1972年开始到目前,全球有21个CCUS商业项目正在运作,旨在捕获工厂排放废物中的二氧化碳。

例如,伊利诺伊州食品加工巨头阿彻丹尼尔斯米德兰公司于2017年启动了一个CCUS项目,每年该项目可以从玉米加工厂排放中提取110万吨碳,并将这些碳储存在地下一英里半的地方。

该机构表示,自2017年以来,全球各地已上马30个新项目,但仍需更多项目,以防止碳排放使地球温度比工业化前水平升高1.5摄氏度以上。

各出奇招降低成本

科学家们一直致力于改进现有碳捕获技术,以降低相关成本。

加拿大工程院工业和过程系统工程教授、里贾纳大学清洁能源技术研究所联合创始人童柏栋对CNBC表示:“在过去10年里,CCUS取得了不少创新和改进,新的碳捕获过程可节省更多能源以及高达70%的成本,其中包括新溶剂(及其混合物)以及新工艺硬件(如新塔、催化剂等)。”

美国加州大学伯克利分校化学与生物分子工程教授贝伦德·斯密特一直在重点研究如何找到捕获碳的最佳材料。

比如,他正在研究如何使用一种“对二氧化碳有很强吸附力”的海绵。他说:“如果我们让空气流过这种海绵,这种海绵就会‘吸饱’二氧化碳。随后,我们加热这种海绵,让纯二氧化碳跑出来并将其储存起来,海绵还可以再次利用。”

为二氧化碳找到用武之地

看好CCUS技术的还有微软。一年前,微软宣布出资10亿美元,成立一个基金,投资“碳减排、捕获和清除技术”。Climeworks、碳工程和Global Thermostat等直接空气捕获创业公司,都获得了至少数千万美元的投资。

另一些公司也在想办法,将收集到的二氧化碳转化为其他更有价值的物品。

例如, 美国LanzaTech公司开发出一种技术,可以捕获排放出来的废气,并利用细菌将其转化为可用的乙醇燃料。

瑞士初创公司Climeworks专门从事直接空气捕捉。该公司使用过滤器从空气中捕捉二氧化碳并将其储存起来或用于其他用途,比如用作肥料,甚至用于添加碳酸饮料中的气泡等。

加拿大碳工程公司也致力于从大气中去除二氧化碳,并对其进行处理,以提高石油采收率,甚至制造新的合成燃料。

尽管CCUS技术好处多多,但高昂的成本一直是阻挠该技术腾飞的主要障碍。除了用更先进的技术降低碳捕获行为的自身成本,为碳定价也是科学家关注的政策问题。斯密特认为:“最好的碳捕获技术可以降低成本,但成本永远不会为零。如果全世界都不愿意为碳定价,即使再好的碳捕获技术也毫无用处。”

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责任编辑: 左常睿
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