去除甲烷可以缓解温室效应吗？
大气中的二氧化碳浓度已经达到了一个新的顶峰（图片来源：pixabay）
最近，来自“全球碳项目（Global Carbon Project）”的科学家们针对全球变暖问题提出了一种新的解决思路。新的研究将目光聚焦在二氧化碳之外、另一种同样会引发温室效应的气体上，也就是甲烷。
一直以来，人们致力于减少二氧化碳排放以缓解温室效应。然而现实情况是，即便全球的气候专家、环境学家已经设想和推行了各种各样的应对方式，也依然无法逆转日益严峻的全球变暖趋势。截至今年上半年，大气中的二氧化碳浓度已经达到了一个新的顶峰。如果以当前的速度继续发展下去，那么在一千年之内地球上的冰将会大幅融化，导致海平面上升数十米，彻底改变所有生物生活的环境。
因此，一些科学家逐步改变思路，试图另辟蹊径寻找更为有效的解决方法。我们知道，大量的甲烷气体来自农业、工业的生产过程。按照科学家们的计算，这些气体在进入大气层后，它们会有比二氧化碳更可怕的引发气候恶化的能力。之所以过去并没有对甲烷有更多的关注，其中一个原因在于甲烷并不像二氧化碳气体会在大气中留存那样长的时间，它相对更容易处理和解决。科学家猜想，或许处理甲烷会有意想不到的效果。
将甲烷转化为二氧化碳（图片来源：见参考文献）
经研究人员比较后发现，处理甲烷对于缓解温室效应来说确实是一个很好的策略。最主要的原因在于，大气中单位重量的甲烷反而会比二氧化碳捕获更多的热量。项目的研究人员指出，当去除空气中30亿吨甲烷气体，就可以将温室效应水平恢复到正常数值。
如果我们要去除甲烷分子，最常见的方法是利用沸石将其转化为二氧化碳。这个方案听起来似乎不可思议，因为为了减缓温室效应却反而需要增加二氧化碳的排放。实际上，进行针对甲烷的处理后，此时排放的二氧化碳只是工厂正常排放数月的量值。现今大气中的二氧化碳浓度已经超过了百万分之四百，而新方案如果顺利执行，将有可能削弱六分之一的变暖效果。因此如果我们从长远的角度上看，这个方案并非没有考虑的价值。
为此，研究人员分析了大量对于沸石的研究。沸石是一种多孔材料，它的孔隙中可以容纳金属催化剂。通常，人们通过沸石和其他材料将甲烷转化为甲醇，这是工业上制造特殊化工原料的过程。研究人员移除其中繁琐的工艺，让甲烷直接转化为二氧化碳。甲烷的能量比二氧化碳要高，根据化学反应原理，这个转化几乎不需要其它外部条件，反应就能够自动进行。在这个过程中，反应对于沸石寿命的影响较小，可以延长其使用的期限。最终二氧化碳直接排放，不必另外再进行捕集工作。于是整个过程变得高效便捷且成本低廉。
大气中的二氧化碳浓度已经超过了百万分之四百（图片来源：pixabay）
尽管这项方案看上去非常经济，但是真正要推行却还有两个方面的阻碍。首先，捕集大气中的甲烷并不容易，无论是捕获方法还是捕获设备，在这些技术细节上还需要花费更多的时间进行研究。其次，要让人们重新审视和分析这些问题，就需要有更加完善的理论和切实可行的方案进行支撑，因此相关的研究人员未来依然任重而道远。
无论如何，这项研究给了人们新的启发，科学家可以从新的角度切入去解决气候问题。同时这也告诉我们，只要齐心协力，要让当前恶劣的气候环境恢复为正常水平也并非是完全不可能的事情。当然，无论是选择什么样的解决方案，人们都必须尽快采取相对应的行动，否则很快气候将会到达一个更糟的局面。
原创稿件
制作 叶鹏飞
审校 赵峥 北京师范大学物理系教授
参考文献：Jackson, R. B., Solomon, E. I., Canadell, J. G., Cargnello, M., & Field, C. B. (2019). Methane removal and atmospheric restoration. Nature Sustainability, 2(6), 436-438.
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