把二氧化碳“關(guān)起來”已接近商用？7年來成本下降84%

從空氣中直接捕捉二氧化碳（DAC）這一策略被認(rèn)為是避免氣候?yàn)?zāi)難可能使出的終極招數(shù)，但這一招數(shù)因代價高昂而遲遲難以推廣。6月7日，聚焦能源材料的Cell（《細(xì)胞》）子刊Joule（《焦耳》）雜志在線發(fā)表了一項(xiàng)最新研究：這一技術(shù)正逐漸接近商業(yè)可行性。從空氣中直接捕捉二氧化碳的成本，較7年前下降了84.3%。

這項(xiàng)最新研究是由位于加拿大的空氣捕捉技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者Carbon Engineering公司（CE）的研究人員撰寫。CE公司成立于2009年，是少數(shù)幾家追求“直接空氣捕捉” 技術(shù)的公司之一。自2015年開始，CE公司在加拿大不列顛哥倫比亞省運(yùn)營著一座二氧化碳捕捉試驗(yàn)工廠。此番發(fā)表的成果正是基于這座試驗(yàn)工廠過去3年的運(yùn)營。

這家基于一種名為“直接空氣捕捉”概念的試驗(yàn)工廠，目前很大一個角色是為經(jīng)濟(jì)分析提供基礎(chǔ)，包括來自所有主要部件的商業(yè)供應(yīng)商的成本估算。最新的這篇論文中指出，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)方案和經(jīng)濟(jì)假設(shè)，從空氣中捕捉1噸二氧化碳的成本在94美元至232美元之間。

試驗(yàn)工廠的設(shè)計(jì)思路是，讓空氣通過含有氫氧化鉀溶液的塔，二氧化碳與之反應(yīng)形成碳酸鉀，經(jīng)過進(jìn)一步處理后變成碳酸鈣顆粒。碳酸鈣顆粒加熱可以重新釋放二氧化碳，重新釋放的純二氧化碳加壓放入地下管道中。官網(wǎng)介紹顯示，CE公司每臺“直接空氣捕捉”設(shè)備每年可捕捉100萬噸的一氧化碳，這相當(dāng)于25萬輛普通汽車每年的排放量。

該工廠為降低成本，2017年12月開始，在“捕捉”到二氧化碳后將其轉(zhuǎn)化成低碳液體燃料。CE公司的代理首席科學(xué)家、哈佛大學(xué)氣候物理學(xué)家David Keith表示，公司可以以1美元/升的價格生產(chǎn)這些燃料。當(dāng)CE公司打通二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料這條鏈后，他們“直接空氣捕捉”技術(shù)的成本就最低能降到94美元/噸。Keith也是這篇論文的通信作者和第一作者。

值得注意的是，上一次對“直接空氣捕捉”技術(shù)的綜合分析是在2011年，美國物理學(xué)會當(dāng)時預(yù)計(jì)，捕捉二氧化碳的成本為600美元/噸。也就是說，這7年來，“直接空氣捕捉”成本下降了84.3%。

Keith在CE官網(wǎng)公布的新聞稿中解釋，“作為一種可行的解決方案，600美元/噸這樣的成本在大規(guī)模移除二氧化碳時太高了。從2009年開始，我們就一直在研究直接空氣捕捉技術(shù)，從2015年開始運(yùn)行我們的試驗(yàn)工廠，現(xiàn)在我們有了數(shù)據(jù)和工程來證明直接空氣捕捉可以達(dá)到每噸100美元以下的成本。”

CE公司表示，他們發(fā)表這篇論文，旨在推進(jìn)有關(guān)這項(xiàng)技術(shù)成本和潛力的討論。“我們正試圖以一種嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的方式將‘直接空氣捕捉’商業(yè)化，要做到這一點(diǎn)，你必須讓供應(yīng)鏈中的每一方都參與進(jìn)來，” Keith說。

CE公司希望建造一個小型工廠，到2021年每天可以生產(chǎn)200桶燃料，然后是一個可以每天生產(chǎn)2000桶石油的商業(yè)工廠。“這是完全可行的工業(yè)技術(shù)，”CE公司方面表示，“我們只需要開始，建立市場，然后看看會發(fā)生什么。”

同樣熱衷于 “直接空氣捕捉” 技術(shù)的還有瑞士蘇黎世的Climeworks。Climeworks也成立于2009年，但去年已宣布將其二氧化碳捕捉設(shè)備商業(yè)化，每年可以從大氣中吸收900噸二氧化碳用于溫室。Climeworks還在冰島開設(shè)了第二家工廠，每年可以捕獲50噸二氧化碳，并將其埋在地下400-500 米深處的玄武巖層中。

Climeworks當(dāng)時透露，瑞士的工廠捕獲二氧化碳的成本約為600美元/噸。Climeworks希望，隨著業(yè)務(wù)量提升，成本將在5-10年內(nèi)降至100美元/噸以下。

不過，盡管此番CE公司詳細(xì)公布其“直接空氣捕捉”技術(shù)成本可降至100美元/噸以下，但或許仍不能撬動市場。

碳排放領(lǐng)域先驅(qū)、亞利桑那州立大學(xué)負(fù)排放中心負(fù)責(zé)人Klaus Lackner說，CE公司已經(jīng)采取了一種“蠻力”的方法來降低使用現(xiàn)有技術(shù)的成本。Lackner說，假設(shè)將二氧化碳埋在地下以抵消車輛排放的氣體，每噸100美元的價格就相當(dāng)于每升燃料的成本增加約0.22美元。

另外，二氧化碳捕捉的經(jīng)濟(jì)效益還將取決于隨地點(diǎn)變化的不同因素，包括能源價格，以及公司是否能獲得政府補(bǔ)貼。但在可預(yù)見的未來，每噸的成本仍遠(yuǎn)高于碳交易的市場價格。例如，歐盟碳排放信用額為每噸約16歐元（19美元）。