从技术到商业的碳捕捉路径如何解决气候问题？
「硅谷钢铁侠」马斯克有两个人生目标，一个是推广电动车，一个是移民火星。前一个基本已经实现，后一个正。
四年后，在 2025 年的决赛中，前三名将分别获得 5000 万美元、2000 万美元、1000 万美元的奖励。
诱人的奖励背后所需要的核心技术「碳去除」，是一项早就存在的技术，解释起来也并不复杂，就是把空气中的二氧化碳捕捉、封存和利用起来。专业名词叫做碳捕捉、封存和利用技术「CCSU」，是在二氧化碳捕集与封存最新发布的一份气候通报《全球升温 1.5℃特别报告》称，2022 年至 2026 年中的某一年，将很可能成为有记录以来最热的一年，并且有 50% 的概率比工业化前水平高出 1.5℃，这一数字暂时达到了《巴黎协定》设定的较低目标。
世界气象组织秘书长塔拉斯表示，1.5 摄氏度这个数字并不是随机统计数字，这个指标表明气候变化将给人类乃至整个地球造成损害。
根据 IPCC 的估计，在一切照旧的情境下，本世纪末的全球平均气温最高可能会升高 6℃；若要在 2050 年要将全球气温上升幅度控制在 2℃以内，每年则需净移除 100 亿吨二氧化碳，人类必须在 21 世纪结束之前，除掉大气中一千亿至一万亿吨 CO₂。
人类社会的发展仍旧无法离开碳排放，要实现碳中和解决气候问题，就必须将已经产生的碳进行「去除」。而马斯克赞助的大赛瞄准的，正是直接清除空气中的二氧化碳的技术。
「除碳」看技术，也看成本
赢得除碳大赛的奖金的标准只有一个，就是看团队的技术方案能去除多少吨「碳」。
本次里程碑奖的 15 支获奖团队都需要有实现年均去除二氧化碳 1000 吨的实力，并且要具备扩展至年均十亿吨规模除碳能力的潜力。三年后，有资格争夺 XPRIZE 碳捕集大赛 5000 万美元大奖的团队，也同样最少要具有年均去除二氧化碳 1000 吨的能力。
这 15 支团队的技术路径主要涉及空气、土地、海洋和岩石四个，致力于降低碳捕捉、输送、封存和利用这一些动作中各个环节的成本，或者提供更多有益可能，比如改善土壤、海洋的环境。
空气去碳
空气路径是目前最主要的碳去除途径之一，即直接从空气中捕获并封存二氧化碳。根据国际能源署的统计，自 2020 年初以来，各国政府已承诺投入近 40 亿美元开发和部署直接空气捕集数据，碳中和目标下中国 CCUS 减排需求为：2030 年 0.2-4.08 亿吨、2050 年 6-14.5 亿吨、2060 年 10-18.2 亿吨。
2021 年 9 月 22 日，我国出台的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中，CCUS 被列入绿色低碳重大科技。今年 1 月 29 日，我国首个百万吨级 CCUS 项目——齐鲁石化-胜利油田 CCUS 项目正式建成。该项目捕集齐鲁石化生产排放的二氧化碳，后通过管道运输到 80 公里外的胜利油田，封存到地下，用于驱油增产。
不过碳捕集的「走红」一直备受质疑。花费大量成本将如此庞大的空气「过滤」，对于其最终目的——阻止气候变暖来说，究竟有多少作用？
首先对于阻止气候变暖来说，源头是控制温室气体的排放，排放的大头是化石能源的使用。人类使用能源的需求不可能消失，化石能源如果不能被清洁能源更大规模地替代，捕捉和封存的这点儿二氧化碳终究赶不上燃烧化石燃料的排放。
另外这项技术自身面临着成本问题的瓶颈。据全球 CCS 研究所报告《TECHNOLOGY READINESS AND COSTS OF CCS》，碳捕集成本随捕集源的二氧化碳浓度降低而升高：当二氧化碳浓度较高时（如化肥和煤化工厂等），碳捕集成本目前大约为 10 美元/吨二氧化碳；对于钢铁/水泥厂等浓度稍低的捕集源，碳捕集成本最低约为 50 美元/吨二氧化碳；对于天然气发电厂等浓度更低的捕集源，目前的成本大约为 100 美元/吨二氧化碳甚至更多。
所以直接空气捕捉技术是最贵的一种。刚刚在 4 月初获得 6.5 亿美元融资的瑞士初创企业 Climeworks 目前的成本为每吨 600-800 美元，到 2030 年前该技术的成本有望降至 250-300 美元。
Climeworks 在冰岛的「Orca」直接空气捕集设施｜图片Climeworks 官网
根据中金报告测算，当前国内化工行业 CCS 技术平均成本约为 403 元/吨，其中碳捕捉、封存、运输成本占比分别为 56%、24%、19%。
对于这项技术过程能否真正减碳也存在质疑。2022 年 2 月发表于《自然-通讯》的一篇文章指出，注入二氧化碳可能会降低混凝土的抗压强度，而为了保持抗压强度所需的辅助胶凝材料生产的碳排放、二氧化碳捕集、传输和储存过程的排放等都不容忽视。在某些情况下，在混凝土行业应用碳捕集与利用技术不仅不能减排，甚至可能排放更多的二氧化碳。
碳捕捉技术在商业化进程中也屡屡碰壁。Climeworks 吸收二氧化碳的机器在获得 6.5 亿美元融资后的两个星期就停工了，经营方表示，这是因为机器无法承受冰岛的严寒。
据英国环境科学作者弗雷德·皮尔的文章指出，15 年前，英国航空企业家理查德·布兰森发起「维京地球挑战」，为一项大气温室气体移除技术投资了 2500 万美元。但在 2019 年，这个项目静悄悄地撤下了。弗莱德曼在最近的一条推文中评价道，这个项目制造了「一大堆噱头、糟糕的设计和一场没有赢家的失败」。
1 亿元奖金的大赛背后，用商业推动气候问题的解决，可能是一条充满质疑，但又无法避免的旅途。
参考文章：
https://spectrum.ieee.org/carbon-removal-x-prize-finalists
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_18242403
http://www.zhishifenzi.com/news/multiple/12364.html
https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2022/03/CCE-CCS-Technology-Readiness-and-Costs-22-1.pdf
头图 XPRIZE 官网
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