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空氣轉(zhuǎn)變成汽油:解決全球變暖和能源問(wèn)題的終極方案

   2018-06-08 中國(guó)節(jié)能網(wǎng)3940
核心提示:哈佛大學(xué)的一位教授表示,在2021年前,自己的公司應(yīng)該能將二氧化碳規(guī)模化地從大氣中去除。本文作者ROBINSON MEYER,原文標(biāo)題Climate Change Can Be Stopped by Turning Air Into Gasoline。
編者按:哈佛大學(xué)的一位教授表示,在2021年前,自己的公司應(yīng)該能將二氧化碳規(guī)?;貜拇髿庵腥コ?。本文作者ROBINSON MEYER,原文標(biāo)題Climate Change Can Be Stopped by Turning Air Into Gasoline。



哈佛大學(xué)(Harvard University)和Carbon Engineering公司的科學(xué)家周四宣布,他們發(fā)現(xiàn)了一種以低廉的成本直接將二氧化碳從大氣中去除的方法。

如果他們的技術(shù)在能夠成功推廣開(kāi)來(lái),將會(huì)改變?nèi)祟悓?duì)氣候變化問(wèn)題的看法,還可以讓人們?cè)趯?duì)抗全球變暖的過(guò)程中又添一件趁手的利器。

技術(shù)易得,成本低廉

他們的研究似乎把科技從科幻小說(shuō)變成了現(xiàn)實(shí)。這表明人們很快就能從石灰石、氫氣和空氣中生產(chǎn)出汽油和航空燃料,還暗示著人們最終能夠建設(shè)起一個(gè)巨大的、規(guī)模化的碳洗滌網(wǎng)絡(luò),以便直接從大氣中清除溫室氣體。

最重要的是它的廉價(jià)性。就在2011年,一個(gè)專家小組估計(jì),從大氣中去除一噸二氧化碳至少要花費(fèi)600美元。

而在新技術(shù)條件下,去除相同重量的二氧化碳最少只要94美元,最高不會(huì)超過(guò)232美元。這樣看來(lái),去除汽車中燃燒一加侖汽油所釋放的二氧化碳只用花費(fèi)1到2.5美元。

“如果真的只用花這么少的錢,那這項(xiàng)研究成果確實(shí)相當(dāng)重要”, Carnegie Institution for Science的資深科學(xué)家Ken Caldeira說(shuō),“這為穩(wěn)定氣候變化提供了可能,我們可以在不改變整個(gè)能源系統(tǒng)或每個(gè)人的行為的情況下,花較少的錢來(lái)使氣候保持穩(wěn)定。”

該研究小組周四上午在《Joule》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

“我們的實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)水平,基本上全世界普遍可以達(dá)到”,哈佛大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)教授、這項(xiàng)新研究的主要作者David Keith說(shuō),“這就是為什么我們認(rèn)為研究結(jié)果有可能進(jìn)行推廣?!?/div>

Keith也是比爾·蓋茨資助的Carbon Engineering公司的創(chuàng)始人和執(zhí)行主席,該公司研究的就是如何從大氣中直接去除二氧化碳。

原理易懂,市場(chǎng)可期

Carbon Engineering公司說(shuō),今天公布的這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在其位于British Columbia省的小型試驗(yàn)工廠實(shí)施。該公司目前正在尋求資金,以建造一個(gè)規(guī)?;墓S。Keith表示,到2021年,該工廠就能完工。

他們的技術(shù)雖然化學(xué)上很復(fù)雜,但卻并非前所未有,主要步驟擁三個(gè):

首先,外部空氣被吸入工廠的“接觸器”中,并暴露在堿性液體中。這些接觸器類似于工業(yè)冷卻塔:它們有巨大的風(fēng)扇來(lái)吸入外部的空氣,而且還襯有波紋狀的塑料結(jié)構(gòu),以使得盡可能多的空氣與液體接觸。在冷卻塔里,空氣是用來(lái)冷卻液體的;但是在這個(gè)設(shè)計(jì)中,液體卻是用來(lái)吸收氣體的?!岸趸际且环N弱酸,所以會(huì)被堿液吸收”,Keith說(shuō)。

其次,含有二氧化碳的液體被引入工廠,經(jīng)過(guò)一系列堿酸分離的化學(xué)反應(yīng),液體被冷凍成固體顆粒,慢慢加熱,轉(zhuǎn)化成泥漿。同樣,這些技術(shù)也借鑒了化學(xué)工業(yè)的其他領(lǐng)域——“從碳酸鹽溶液中提取二氧化碳,世界上幾乎所有造紙廠都會(huì)這么做”, Keith告訴我。

最后,二氧化碳與氫結(jié)合,轉(zhuǎn)化為液體燃料,包括汽油、柴油和航空燃料。在某種程度上,這一步算是了無(wú)新意:石油公司每天都會(huì)使用這種名為Fischer-Tropsch的反應(yīng),將碳?xì)錃怏w轉(zhuǎn)化為液體燃料。但這是Carbon Engineering公司業(yè)務(wù)的關(guān)鍵,這意味著該公司可以生產(chǎn)碳?xì)浠衔铩?/div>

舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),如果你的車燒的是Carbon Engineering公司的氣,雖然還會(huì)排放二氧化碳的尾氣,但是這些二氧化碳最初就來(lái)自于空氣,所以不會(huì)向大氣中排放任何新的二氧化碳,也更不需要開(kāi)采新的石油來(lái)為汽車提供動(dòng)力。

類似的過(guò)程還可以用來(lái)隔離溫室氣體。Carbon Engineering公司可以將二氧化碳置于地下來(lái)減少大氣中的溫室氣體,而不是轉(zhuǎn)化為液體燃料。不過(guò)這樣的技術(shù)不會(huì)給公司帶來(lái)任何可銷售產(chǎn)品。

“近期市場(chǎng)主要需要的是碳?xì)淙剂稀?,Keith告訴我,“我們將其視為一種脫碳運(yùn)輸技術(shù)?!?/div>

Keith星期三的時(shí)候表示自己對(duì)氣候變化問(wèn)題“相當(dāng)樂(lè)觀”?!霸蚴沁@些低碳燃料的市場(chǎng)比幾年前好多了。與此同時(shí),由太陽(yáng)能和風(fēng)能提供的電力也在變得便宜?!?/div>

載譽(yù)紛紛,前景樂(lè)觀

外部專家表示,他們深受Keith和他同事的成果鼓舞,但也提醒說(shuō),要審查論文中的每項(xiàng)成本估算和工程進(jìn)展都需要時(shí)間。大家的反應(yīng)基本都是:希望這辦法奏效!

“我毫不懷疑他們的成本范圍是否合理。我認(rèn)為通過(guò)他們的方法,在五年內(nèi)把每噸二氧化碳的成本控制在最高250美元最低100美元是可行的”, Colorado School of Mines的副教授Jennifer Wilcox表示。

“Carbon Engineering公司帶來(lái)的改進(jìn)似乎都是非常合理的,我很高興他們的估計(jì)成本與我對(duì)這些改進(jìn)的預(yù)期相符”,National Laboratory能源項(xiàng)目資深科學(xué)家Roger Aines表示。

“在我看來(lái),這篇論文最重要的部分,就是他們?cè)诠S里把這項(xiàng)技術(shù)測(cè)試了好幾年。這是一件大事,它提供了比簡(jiǎn)單計(jì)算或模型計(jì)算更有力的證明”, Olin College化學(xué)工程系副教授Scott Hersey表示。

Caldeira說(shuō),該項(xiàng)研究為經(jīng)濟(jì)中最難實(shí)現(xiàn)去碳化的行業(yè)提供了希望,他告訴我說(shuō),“這表明,經(jīng)濟(jì)中最難去碳化的部分(如鋼鐵、水泥制造、航空等)能夠繼續(xù)存在下去,只需要支付去除二氧化碳的費(fèi)用就行了。”

他接著說(shuō):“全球GDP總額大約在75到110萬(wàn)億美元之間,這取決于你如何計(jì)算。因此,去除所有這些二氧化碳的費(fèi)用相當(dāng)于全球GDP的3%到5%(如果每噸的去除成本是100美元的話)。這為解決氣候問(wèn)題的成本設(shè)定了上限,因?yàn)檫€有很多方法可以把成本控制在100美元以下。”

Keith說(shuō),二氧化碳能不排放最好別排放?!拔业挠^點(diǎn)是,我們應(yīng)該堅(jiān)持先嘗試減排。作為一名選民,我認(rèn)為一噸二氧化碳不排放的成本比排放然后回收它的成本要低?!?/div>

“但是一旦排放量開(kāi)始下降,最終降低到零排放水平——或許10年或15年后——我會(huì)很高興能看到二氧化碳去除實(shí)現(xiàn)規(guī)?;??!?/div>
 
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