空氣轉變成汽油：解決全球變暖和能源問題的終極方案？

編者按：哈佛大學的一位教授表示，在2021年前，自己的公司應該能將二氧化碳規模化地從大氣中去除。本文作者ROBINSON MEYER，原文標題Climate Change Can Be Stopped by Turning Air Into Gasoline。

哈佛大學（Harvard University）和Carbon Engineering公司的科學家周四宣布，他們發現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。

如果他們的技術在能夠成功推廣開來，將會改變人類對氣候變化問題的看法，還可以讓人們在對抗全球變暖的過程中又添一件趁手的利器。

技術易得，成本低廉

他們的研究似乎把科技從科幻小說變成了現實。這表明人們很快就能從石灰石、氫氣和空氣中生產出汽油和航空燃料，還暗示著人們最終能夠建設起一個巨大的、規模化的碳洗滌網路，以便直接從大氣中清除溫室氣體。

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

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

「如果真的只用花這麼少的錢，那這項研究成果確實相當重要」， Carnegie Institution for Science的資深科學家Ken Caldeira說，「這為穩定氣候變化提供了可能，我們可以在不改變整個能源系統或每個人的行為的情況下，花較少的錢來使氣候保持穩定。」

該研究小組周四上午在《Joule》雜誌上發表了他們的研究結果。

「我們的實驗條件和技術水平，基本上全世界普遍可以達到」，哈佛大學應用物理學教授、這項新研究的主要作者David Keith說，「這就是為什麼我們認為研究結果有可能進行推廣。」

Keith也是比爾·蓋茨資助的Carbon Engineering公司的創始人和執行主席，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，市場可期

Carbon Engineering公司說，今天公布的這項技術已經在其位於British Columbia省的小型試驗工廠實施。該公司目前正在尋求資金，以建造一個規模化的工廠。Keith表示，到2021年，該工廠就能完工。

他們的技術雖然化學上很複雜，但卻並非前所未有，主要步驟擁三個：

首先，外部空氣被吸入工廠的「接觸器」中，並暴露在鹼性液體中。這些接觸器類似於工業冷卻塔：它們有巨大的風扇來吸入外部的空氣，而且還襯有波紋狀的塑料結構，以使得儘可能多的空氣與液體接觸。在冷卻塔里，空氣是用來冷卻液體的；但是在這個設計中，液體卻是用來吸收氣體的。「二氧化碳是一種弱酸，所以會被鹼液吸收」，Keith說。

其次，含有二氧化碳的液體被引入工廠，經過一系列鹼酸分離的化學反應，液體被冷凍成固體顆粒，慢慢加熱，轉化成泥漿。同樣，這些技術也借鑒了化學工業的其他領域——「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這麼做」， Keith告訴我。

最後，二氧化碳與氫結合，轉化為液體燃料，包括汽油、柴油和航空燃料。在某種程度上，這一步算是了無新意：石油公司每天都會使用這種名為Fischer-Tropsch的反應，將碳氫氣體轉化為液體燃料。但這是Carbon Engineering公司業務的關鍵，這意味著該公司可以生產碳氫化合物。

舉個例子來說，如果你的車燒的是Carbon Engineering公司的氣，雖然還會排放二氧化碳的尾氣，但是這些二氧化碳最初就來自於空氣，所以不會向大氣中排放任何新的二氧化碳，也更不需要開採新的石油來為汽車提供動力。

類似的過程還可以用來隔離溫室氣體。Carbon Engineering公司可以將二氧化碳置於地下來減少大氣中的溫室氣體，而不是轉化為液體燃料。不過這樣的技術不會給公司帶來任何可銷售產品。

「近期市場主要需要的是碳氫燃料」，Keith告訴我，「我們將其視為一種脫碳運輸技術。」

Keith星期三的時候表示自己對氣候變化問題「相當樂觀」。「原因是這些低碳燃料的市場比幾年前好多了。與此同時，由太陽能和風能提供的電力也在變得便宜。」

載譽紛紛，前景樂觀

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，要審查論文中的每項成本估算和工程進展都需要時間。大家的反應基本都是：希望這辦法奏效！

「我毫不懷疑他們的成本範圍是否合理。我認為通過他們的方法，在五年內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公司帶來的改進似乎都是非常合理的，我很高興他們的估計成本與我對這些改進的預期相符」，National Laboratory能源項目資深科學家Roger Aines表示。

「在我看來，這篇論文最重要的部分，就是他們在工廠里把這項技術測試了好幾年。這是一件大事，它提供了比簡單計算或模型計算更有力的證明」， Olin College化學工程系副教授Scott Hersey表示。

Caldeira說，該項研究為經濟中最難實現去碳化的行業提供了希望，他告訴我說，「這表明，經濟中最難去碳化的部分（如鋼鐵、水泥製造、航空等）能夠繼續存在下去，只需要支付去除二氧化碳的費用就行了。」

他接著說：「全球GDP總額大約在75到110萬億美元之間，這取決於你如何計算。因此，去除所有這些二氧化碳的費用相當於全球GDP的3%到5%（如果每噸的去除成本是100美元的話）。這為解決氣候問題的成本設定了上限，因為還有很多方法可以把成本控制在100美元以下。」

Keith說，二氧化碳能不排放最好別排放。「我的觀點是，我們應該堅持先嘗試減排。作為一名選民，我認為一噸二氧化碳不排放的成本比排放然後回收它的成本要低。」

「但是一旦排放量開始下降，最終降低到零排放水平——或許10年或15年後——我會很高興能看到二氧化碳去除實現規模化。」

編譯組出品，編輯：郝鵬程

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