鄭晶敏

2017年10月31日，聯(lián)合國發(fā)布了一份氣候變化評(píng)估報(bào)告，結(jié)果顯示，各國政府承諾的削減溫室氣體排放量，與科學(xué)家認(rèn)為可以避免氣候變化帶來威脅的減排量之間仍存在巨大差距。這將導(dǎo)致在本世紀(jì)末氣溫上升3攝氏度以上—而2016年，巴黎協(xié)定將“全球平均氣溫增加低于2攝氏度定為目標(biāo)，這是科學(xué)家認(rèn)為的安全界 限。

雖然多年來，各國政府紛紛開展一系列節(jié)能減排舉措，但主要由溫室氣體帶來的環(huán)境問題并不是容易解決的。

這是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)?；剂蠒簳r(shí)還是許多產(chǎn)業(yè)無可替代的燃料。即便是利用可再生能源，最理想的情況下可以減排80%，也無法起到根治作用。換句話說，二氧化碳等公認(rèn)的溫室氣體依然無時(shí)無刻不在進(jìn)入大氣層，依靠汽車限行、工廠減排等措施能夠在一定程度上減緩溫室效應(yīng)，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

瑞士公司Climeworks想出了讓人類發(fā)揮主觀能動(dòng)性的新辦法。今年年初，這家公司成為全球首個(gè)以工業(yè)規(guī)模從空氣中捕獲二氧化碳并出售的企業(yè)。

既然無法阻止二氧化碳進(jìn)入大氣層，那么不妨將目光放在空氣中已經(jīng)存在的二氧化碳上—將它們捕獲，并以能源形式再利用。這就是二氧化碳捕捉技術(shù)。

如今，在瑞士最大城市蘇黎世郊外的一家垃圾焚燒廠的屋頂上，安裝了一組由18個(gè)管狀風(fēng)筒組成的機(jī)器。雖然長得像空調(diào)室外機(jī)，但這臺(tái)機(jī)器的作用可不是制冷或者供暖，而是捕捉工廠排放的二氧化碳。

這臺(tái)機(jī)器名為Climeworks CO2 Capture Plant，就來自于瑞士公司Climeworks。Climeworks CO2 Capture Plant每年能夠捕捉900噸二氧化碳，并將其通過管道輸送至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)及工廠。

Climeworks的兩位創(chuàng)始人Christoph Gebald和Jan Wurzbacher從2007年開始研究二氧化碳捕捉技術(shù)。兩人分工明確，Wurzbacher主要負(fù)責(zé)流程開發(fā)和管理，Gebald則專心研究二氧化碳吸附劑—捕捉二氧化碳的關(guān)鍵性物質(zhì)。

大自然中存在一種天然二氧化碳收集器，那就是森林。兩位創(chuàng)始人從植物的光合作用中獲得靈感。植物吸收空氣中的二氧化碳，并釋放氧氣，Climeworks CO2 Capture Plant則將吸收的二氧化碳變成可再生能源。樹木每生長一立方米，平均多吸收1.83噸二氧化碳，這說明該捕碳裝置一年的吸收量相當(dāng)于多生長了500立方米森林。

Climeworks CO2 Capture Plant的過濾器中含有一種二氧化碳吸附劑。一旦過濾器中的二氧化碳達(dá)到飽和狀態(tài)，便會(huì)開啟加熱裝置。在100攝氏度的條件下，它能與通過其中的空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，并產(chǎn)生濃縮二氧化碳。收集器會(huì)將經(jīng)過濃縮的二氧化碳收集起來，當(dāng)工廠或溫室需要使用二氧化碳時(shí)，便能獲得純凈的二氧化碳。一般情況下，這個(gè)循環(huán)可以重復(fù)數(shù)千次。

過濾劑的主要成分是一種有機(jī)胺改性多孔材料，它在吸附空氣中二氧化碳的同時(shí)，也能吸附水分子。這帶來一個(gè)額外好處—捕碳裝置基本不需要消耗外部水資源。

事實(shí)上，有效減少捕碳過程中的大量能源消耗，是該技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的關(guān)鍵。

Climeworks CO2 Capture Plant早在2009年就已初具雛形，但由于高昂的捕捉成本，遲遲未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。而捕碳過程消耗的大量能源，相對(duì)其產(chǎn)生的節(jié)能效果而言，被認(rèn)為是一種得不償失的技術(shù)。

全球范圍內(nèi)，關(guān)于捕碳技術(shù)商業(yè)化的嘗試紛紛因此遇到瓶頸。

提高石油采收率是捕碳技術(shù)的主要應(yīng)用方向之一。在已知的全球18個(gè)具備大規(guī)模捕碳能力的公司中，有14家公司的主要目標(biāo)客戶是石油公司。將捕獲到的二氧化碳泵入地下，可提取石油。但由于成本過高，缺少投資，均未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

直到2017年1月，碳捕集項(xiàng)目Petra Nova才在美國正式投入使用。Petra Nova將發(fā)電廠廢氣中的二氧化碳集中收集，并轉(zhuǎn)化成可再生能源，用于采集石油、天然氣等燃料。該項(xiàng)目由美國NRG能源公司和日本JX能源公司聯(lián)合投資，總金額超過10億美元。

盡管將客戶定位于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)工廠，Climeworks也遇到過類似問題。經(jīng)過多年研究，Climeworks改良了捕碳裝置的過濾器以及動(dòng)力來源。除了能利用空氣中的水資源，加熱裝置的熱量來自于地?zé)峄蛘吖I(yè)廢熱，這極大地減少了能源消耗。

此外，Climeworks的捕碳裝置是模塊化的。一組18個(gè)裝置能隨意拆解組合，可獨(dú)立于排放尾氣的源頭。比如旋轉(zhuǎn)在屋頂?shù)任恢蒙?。這保證了捕碳裝置的靈活性，可根據(jù)實(shí)際需要在合適的地點(diǎn)使用合適數(shù)量的捕碳裝置。捕碳裝置通過觸摸屏控制，實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)行。

“這是公司首次嘗試出售二氧化碳，此前并未有同類公司做過商業(yè)化實(shí)踐。”Wurzbacher在接受采訪時(shí)表示。雖然已有不少捕碳公司具備生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的能力，但Climeworks是第一個(gè)成功向企業(yè)出售二氧化碳的公 司。

目前，每噸二氧化碳售價(jià)約為600美元?！拔磥恚繃嵍趸嫉某杀緦⒔抵?00美元。”Wurzbacher說。降低成本需要更大規(guī)模的生產(chǎn)，據(jù)Wurzbacher介紹，當(dāng)商業(yè)化規(guī)模達(dá)到25萬臺(tái)Climeworks CO2 Capture Plant設(shè)備時(shí)，即可捕獲全球二氧化碳排放量的1%。“我們計(jì)劃在2025年之前達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。”Climeworks市場部經(jīng)理Louise Charles對(duì)《第一財(cái)經(jīng)周刊》說。

捕碳技術(shù)對(duì)于緩解溫室效應(yīng)的積極作用不僅在于直接減少空氣中的二氧化碳含量。作為二氧化碳供應(yīng)商，捕碳技術(shù)通過下游工廠間接節(jié)約的能源，也是一個(gè)可觀的數(shù)字。

Climeworks將收集到的純二氧化碳?xì)怏w售賣給食品、飲料、商業(yè)農(nóng)業(yè)、能源以及汽車公司。奧迪就是Climeworks的客戶之一，利用二氧化碳研發(fā)的可再生燃料，是奧迪公司目前的能源來源之一。

在食品和飲料工廠，二氧化碳捕捉裝置帶來的經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。碳酸飲料和食品包裝可以直接使用二氧化碳作為原料。此外，工廠的廢氣進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)后，能夠轉(zhuǎn)化為可再生能源，為工廠提供動(dòng)力。

Climeworks還會(huì)將二氧化碳出售給工廠附近用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室大棚，以提高蔬菜產(chǎn)量。結(jié)果表明，該溫室大棚的蔬菜產(chǎn)量提高了20%。

即便目前的二氧化碳“產(chǎn)量”還有富余，也不會(huì)造成浪費(fèi)。經(jīng)過二氧化碳捕捉技術(shù)得到的二氧化碳可直接壓入地下儲(chǔ)存。

“有研究稱，到2050年，人們每年需要從空氣中捕集10億噸二氧化碳。”Wurzbacher表示。顯然，Climeworks目前的生產(chǎn)規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。除了在蘇黎世的項(xiàng)目，Climeworks還將捕碳裝置安裝在冰島的一家地?zé)岚l(fā)電站，一年可從廢氣中回收50噸二氧化碳?！癈limeworks在歐洲已經(jīng)建立了10個(gè)工廠?！盋harles告訴《第一財(cái)經(jīng)周刊》。

要達(dá)到如此大的捕集規(guī)模，離不開政府基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。一旦二氧化碳捕捉技術(shù)得以普遍運(yùn)用，空氣便成為另一塊“油田”。真正的二氧化碳零排放也將成為可能—無論釋放出多少二氧化碳，它們本身就來源于空 氣。