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    碳捕集技術能否使航空飛行更加可持續?

    碳捕集技術能否使航空飛行更加可持續?專家稱,減少航空旅行排放的二氧化碳不足以緩和其對氣候變化的影響。我們還需要清除大氣中的碳。
    攝影:NASA,EYEVINE/REDUX

    撰文:CHLOE BERGE
     
      到了一年中訂立目標的時候了,美國聯合航空公司最近宣布了一個遠大的目標:到2050年實現凈零碳排放。如何實現?一部分是采用一種叫做直接空氣捕集的技術,該技術可以吸收大氣中的二氧化碳。
     
      人類每年向大氣中排放超過440億噸二氧化碳。根據2018年發表在《自然氣候變化》雜志上的一項研究,旅游業排放的二氧化碳占總排放量的8%,其中航空飛行占了最大的份額。
     
      在新冠疫情期間,隨著主要由化石燃料驅動的全球經濟持續放緩,我們都見證了生態系統從中受益的事實。對許多旅行者來說,疫情是一個反思的機會:重新思考自己為何以及如何乘飛機旅行,同時尋找乘坐飛機時減少碳足跡的方法。
     
      購買傳統的碳補償可能會有所幫助,但其影響難以量化。直接空氣捕集技術可通過清除大氣的碳并將其儲存在地球上,可能提供了一個更具體的解決方案。
     
      到目前為止,這種負排放技術還僅限于科學界,但新計劃旨在讓旅游業和旅行者都參與進來。
     
    直接空氣捕集的原理
     
      DAC是一種特定的碳捕集方式,也是總部位于瑞士的Climeworks等公司關注的焦點。DAC的模塊化設備使用一個風扇將空氣吸入收集器,收集器包含一個由有機化合物組成的過濾器,可捕集碳。一旦過濾器裝滿,收集器就會關閉并加熱到100°C,釋放出純二氧化碳。
     
      Climeworks公司的冰島赫利舍迪分廠看起來就像月球上的一個太空營地,在這里,碳和水混合后通過管道輸送到地下。地球上的天然玄武巖會與碳發生反應,幾年之后碳就會變成巖石。
     
      維持這些工廠運行的關鍵是利用可再生能源為其提供動力。在赫利舍迪,Climeworks公司與CarbFix公司進行了合作,后者是一家主要通過地熱發電廠供能實現二氧化碳快速地下礦化的專家,地熱發電廠為空氣捕集機提供電力。
     
      在Climeworks的瑞士欣威爾項目中,垃圾焚燒廠為整個過程提供動力。世界各地的其他DAC項目,包括加拿大的 Carbon Engineering公司和總部位于美國的 Global Thermostat公司,都使用類似的可再生能源。

    碳捕集技術能否使航空飛行更加可持續?
    在瑞士欣維爾,Climeworks公司建立了一個由垃圾焚燒廠提供電力的碳捕集工廠。游客可通過愛彼迎在線體驗項目參觀這家工廠。
    攝影:GAETAN BALLY,KEYSTONE/REDUX
     
    ‘一片人造森林’
     
      我們可以把直接空氣捕集設施想象成一片超級森林。雖然真正的森林能夠自然地清除碳,但大多數專家承認,這一過程過于緩慢,無法對地球產生我們所需的巨大影響。
     
      “陸地生物圈和海洋每年吸收的溫室氣體只有我們排放到大氣中的一半,我們沒時間了,” 賓夕法尼亞大學的能源政策專家Jennifer Wilcox說,她剛剛被任命為美國能源部的領導職位。
     
      一項新研究表明,冰雪正在以更快的速度融化,使地球朝著政府間氣候變化專門委員會2018年描述的最糟糕的氣候變化情況發展。我們不僅需要加快除碳的速度,而且在考慮不同的除碳方法時,還需要考慮海洋健康(海洋吸收二氧化碳會導致海洋酸化)和土地利用問題。
     
      “在同等的土地面積上,一個直接空氣捕集工廠的效率比森林高出一百倍,”Wilcox說。“土地是一種有限的資源……直接捕集空氣的好處是不需要耕地,所以這就是我認為(直接空氣捕集工廠)相當于一片人造森林的原因。”
     
      在Climeworks工廠,每個收集器捕集的碳量與2000棵樹吸收的碳量相當,而且由于全球各地的碳濃度都相同,所以這些設施可以隨意選址。
     
    航空公司采取的行動
     
      為了實施其碳捕集計劃,聯合航空投資了1PointFive。聯合航空計劃在德克薩斯州建立一個大規模的DAC工廠,每年永久封存100萬噸二氧化碳。達美航空還將碳清除納入其可持續發展戰略。
     
      在DAC項目中,捕集的碳不會儲存在地下,而是可以回收并用作原材料。比如說,在Climeworks公司的辛維爾工廠,碳被用來給溫室施肥,以及為瑞士礦泉水Valser充二氧化碳。
     
      哥倫比亞大學地球研究所的研究教授David Goldberg表示:“建立一種將二氧化碳作為產品出售的商業模式會有所幫助,因為此舉發展了技術。其中一種產品是燃料。”
     
      當與從可再生能源中提取的氫混合后,捕集的碳可用來制造一種可持續的航空燃料,就像Norsk e-Fuel公司正在生產的一種產品一樣。“使用這種燃料后,碳又回到了大氣中,但整個過程中我們并未使用化石燃料,” Wilcox說。
     
      雖然這種應用不會永久地清除空氣中的碳,但卻創造了一種循環經濟,以及一個碳清除市場,有可能會讓這項技術發展到一定的水平和規模,進而產生切實的影響。

    碳捕集技術能否使航空飛行更加可持續?
    在冰島赫利舍迪的一個碳捕集工廠,二氧化碳與水混合后通過管道輸送到地下,最終通過礦化作用變成巖石。
    攝影:ARCTIC IMAGES,ALAMY STOCK PHOTO
     
    旅行者如何提供幫助
     
      與Climeworks合作的全球旅行者團體Tomorrow’s Air試圖讓旅行者參與到這些行動中來。航空乘客可以通過每月向碳捕集項目捐款來抵消自己的碳排放,同時還可以從附屬的旅游公司(比如Tierra Del Volcan和Natural Habitat Adventures)獲得額外福利。
     
      Tomorrow’s Air團體通過Artists for Air系列活動和Airbnb Climeworks tours等活動,向人們介紹這項技術如何幫助抵御氣候變化。
     
      “在抵御氣候變化方面,個體旅行者可以采取很多行動,”Tomorrow’s Air團體的創始人Christina Beckmann表示。“我們需要盡我們所能減少碳排放,但沒有人討論永久儲存,”她說。
     
      旅行者已經注意到了氣候變化的明顯影響,正在尋找抵消碳排放的具體方法。“你可以看到格陵蘭島的冰川正在融化,”旅游愛好者、目的地營銷公司Sila Greenland的創始人Lykke Geisler-Yakaboylu說。“過去兩年的夏季是有史以來最炎熱的夏季。”
     
      Geisler-Yakaboylu最近加入了Tomorrow’s Air團體,并計劃將DAC抵消費用加入自己的旅行費用。“這會讓你覺得自己真的為改善環境做了些事情。”
     
      雖然傳統的碳補償具有一定的價值,比如植樹,但DAC的影響則更為直接。“如果我們說,50年后當這棵樹長大了,我會為你抵消一些碳排放,但實際上現在我一直在排放碳,因此感覺并不像抵消,” Goldberg說。
     
      全球范圍內不斷蔓延的森林大火也使重新造林的碳補償變得更加復雜,因為森林大火會把封存的碳釋放到大氣中。“抽取二氧化碳并將其儲存起來,是真正的碳抵消,真正的碳儲存,” Goldberg補充說。
     
    發揮潛力
     
      鼓勵旅行者看到碳清除的價值,有助于創造更有意義的旅行。The Explorer’s Passage公司的創始人Jeff Bonaldi說:“在我們所有的旅行中,我們通過各種項目抵消了1.25倍的二氧化碳排放量,其中之一就是Climeworks項目。”
     
      “如果旅行者知道他們的錢花在了什么地方,當他們與不僅僅是冒險的東西聯系在一起時,確實會改變他們的一些想法和行為,” Bonaldi說。“他們在建立聯系,試圖幫助我們的地球。”
     
      消費者和企業對碳捕集補償的需求也可能有助于降低該技術的成本——目前該技術的成本仍高得令人難以置信。例如,微軟最近承諾,今后會通過使用各種碳捕集和存儲技術,到2030年實現負碳排放。
     
      “政府和政策也必須發揮作用,單靠技術并不能拯救地球,” Wilcox說。去年12月,美國國會預留了4.47億美元用于研究和發展大規模的碳清除技術。美國總統喬·拜登的目標是在2050年前實現凈零排放經濟,包括加大對碳捕集技術的聯邦投資和稅收激勵。
     
      DAC在應對氣候變化和使旅行更可持續方面具有很大的潛力。不過,這絕不是靈丹妙藥。專家們希望它能與其他形式的碳減排項目共同發揮作用。
     
      “我們將不得不采取一切措施,” Goldberg說。“盡快擴大直接空氣捕集技術的應用規模,同時盡量減少碳排放,除此之外我們沒有別的選擇。”
     
    (譯者:流浪狗)

    本文內容為國家地理中文網原創或者授權編譯,未經正式書面授權不得以任何形式轉載或使用。
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