碳捕集技术能帮助我们阻止全球变暖吗？
全球碳排放水平仍在持续上升（图片来源：pixabay）
现今，全球范围内的碳排放水平仍然在不断上升。为了阻止日益严峻的全球变暖形势，过去人们提倡的解决办法是节能减排。一方面，开发可以回收利用、且对环境影响较小的新能源，替代传统的化石燃料，改善工业生产所带来的温室气体排放；另一方面，普及节能电器设备，倡导健康环保的生活方式，降低个人日常产生的能源消耗。
然而，虽然各种节能减排的措施一直在持续推行，但是全球碳排放总量的统计数据却并不乐观，甚至是出乎所有人的意料。在近几年的调查报告里，人们才逐渐意识到，即便从现在起将每年的温室气体净排放量降低到零，也不足以改善已经恶化的大气环境。人们需要做的可能不仅只是节能减排，而是必须设法清除大气中多余的二氧化碳。
幸运的是，经过科学家们的研究，多种碳捕集技术已经日益成熟。碳捕集的原理是通过各种外部力量来吸收空气中的二氧化碳，这些力量包括但不仅限于植物、土壤、装置、海洋等。主要的技术包括植树造林、土壤固定、地下存储、机器捕集、风化处理和海洋施肥等。
通过外部力量来吸收空气中的二氧化碳（图片来源：pixabay）
其中，土壤固定和植树造林是最广泛适用的碳捕集技术。植被会吸收二氧化碳，一方面是转化为自身的组成，另一方面则是将其输送和固定于土壤之中。但是，这种自然的方法持久性却不如生物能源技术或者纯粹的机器吸收处理。后两者都可以实现对二氧化碳的永久封存，不过相对的，这些技术的实施成本较高。
在工业领域，借助生物能源技术，工厂可以将燃料燃烧后所产生的二氧化碳收集并存储到地下。但是这个方法需要占用土地，因此成本较高。在农业领域，正确处理有机废料，例如进行高温加热，可以将二氧化碳转化为生物燃料。由于在这个过程中需要消耗能源，因此也是属于成本较高的方法。
利用海洋的碳捕集技术也是科学家的研究方向。一种思路是将岩石粉末撒入海洋，使二氧化碳参与反应，进而转化为碳酸盐沉入海中。另一种则是撒入铁屑，促进海洋浮游生物生长，浮游生物吸收二氧化碳进行转化。不过这两种方案目前都存在弊端，包括在成本和稳定性方面，进一步甚至有可能造成其他生态问题。
全球变暖形势严峻（图片来源：见参考文献）
但是碳捕集技术真正的问题在于，当研究顺利完成，人们能够完全控制其成本和方法的时候，气候的恶化可能已经到了无法挽回的境地。以美国为例，至本世纪末迫切需要清除的二氧化碳大约是千亿吨的量级，而各种方法每年能够捕集的量大约在数十亿吨。也就是说，无论如何从现在起就必须着手进行相关措施，否则将可能阻止不了全球变暖的趋势。
然而，对这些措施的投入往往需要在几十年后才能看见明显成效，这也是多年以来推进缓慢的原因之一。另一个原因是，各种碳捕集技术的优缺点各不相同，彼此之间也存在实施上的冲突。对于具体采取哪一种碳捕集技术，人们尚未能达成一致的观点。最终，虽然形势十分严峻，但企业和有关部门也难以立即采取行动，只能是保守地继续推行各种碳排放相关的政策。
不过今天，随着对碳捕集技术的更多了解与发展，合理运用碳捕集技术改善土壤或者生产燃料，可能带来一定的经济收益。这也许能够打破僵局，对解决全球变暖问题产生正面积极的影响。
原创稿件
制作：叶鹏飞
审校：于颖卓 中国科学院地理科学与资源研究所博士
参考文献：Fuss, S., Lamb, W. F., Callaghan, M. W., Hilaire, J., Creutzig, F., Amann, T., . . . Minx, J. C. (2018). Negative emissions—Part 2: Costs, potentials and side effects. Environmental Research Letters, 13(6), 063002.
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