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发表时间: 2022-06-03 18:20:48
少年时,曾研习 Geographic Information System,可惜学无所成,侥幸毕业。成年后,误打误撞进入传媒圈子,先后在印刷、电子、网络媒体打滚,略有小成。中年后,修毕信息科技硕士,眼界渐扩,决意投身初创企业,窥探不同科技领域。近年,积极钻研数据分析与数码策略,又涉足 Location Intelligence 开发项目;有时还会抽空执教鞭,既可向他人分享所学,亦可鞭策自己保持终身学习。
“碳中和”以往只被视为环保议题与政治口号,但随着欧盟将于2026年对进口产品征收碳关税,加上Apple、Google等大企业也要求供应链必须符合温室气体排放规定,于是全球各地开始想方设法要减低碳排放;若果减排不成,就用“碳捕集与封存”技术,直接消除大气中的二氧化碳,以抵销本身的碳足迹。马斯克、盖茨、贝佐斯也看好碳捕捉,相继涉足相关投资,让此技术备受市场追捧,但同时也被环保人士质疑其成效。到底它是减碳的有效良方,还是商家的吸金手段呢?
全球最大碳封存工厂冰岛启动
所谓“碳捕集与封存”(Carbon Capture and Storage,CCS),意指从碳排放源(如燃煤发电厂或工厂)释出的废气中捕捉二氧化碳,接着把它永久封存在与大气隔绝的地方,以免进入大气层造成全球暖化,达到“负碳排”(Carbon Negative)的效果。
直接从环境空气中捕捉二氧化碳的技术,则称为“直接空气捕获”(Direct Air Capture,DAC)。碳捕捉系统透过风扇抽取空气,利用磁性海绵、泡沫等固体材料,又或是胺溶液等容易与二氧化碳反应的液体材料,吸收空气中的碳,然后将它保存在地底。根据国际能源署的资料,2021年新设的碳捕捉设施多达97座,较2020年大增155%。
2021年9月,全球最大型的CCS工厂Orca在冰岛正式启动,每年可封存4,000吨二氧化碳,相当于790辆车的年碳排放量。这座名字取自冰岛语“Orka”(能源)的工厂,由瑞士Climeworks与冰岛Carbfix初创公司联合建立,前者负责收集大气中的二氧化碳,后者则负责把二氧化碳封入地底。
全球最大的碳封存工厂Orca坐落于冰岛Hellisheidi地热公园,由瑞士初创Climeworks领导营运,每年可从大气中消除4,000吨二氧化碳。(图片来源:Climeworks官网)
在Orca工厂中,Carbfix负责把捕获的二氧化碳溶解在水中,跟着将这种含碳水注入地底深处,让它在自然矿化过程中转化为石头。(图片来源:Carbfix官网)
工厂内划分为4区,每区设有2组外形近似货柜的空气收集厢,内藏风扇与过滤器:将空气吸入厢内后,空气中的二氧化碳会吸附在过滤材料表面;当过滤器吸满,系统就会关闭风扇,并将厢内温度调高到摄氏 80至100度,让过滤器释放出高浓度的二氧化碳;接着,把二氧化碳与水混合,再注入到800至2,000公尺深的玄武岩层,经历约2年的自然矿化后,便会凝固成碳酸盐矿物,永久封存在石头中。
Orca工厂由多个货柜大小的空气收集厢堆栈而成,由邻近的地热发电厂供厂,完全依靠可再生能源运作。(图片来源:Climeworks官网)
千里送碳再封入7,000呎地底
除初创公司外,传统能源企业也有跨足碳捕捉市场。2022年3月,石油生产商大陆资源(Continental Resources)宣布,投资2.5亿美元(约19.5亿港元)给碳捕捉公司Summit Carbon Solutions,共同创建美国最大型的CCS项目——从爱荷华州、内布拉斯加州、明尼苏达州、北达科他州和南达科他州的31家乙醇工厂捕捉二氧化碳,跟着通过1,094公里的管道输送到北达科他州,再封印在当地岩层。
Summit Carbon Solutions已在北达科他州钻探了两口地层探测井,以收集潜在碳封存地点的地质数据。(图片来源:Summit Carbon Solutions官网)
从管道传送过来的二氧化碳会被储存在地底7,000呎深、300呎厚的布罗姆溪砂岩层(Broom Creek)。此岩层的孔隙率很高,要向内里注入二氧化碳很容易;岩层上方则存有一个不透水的岩石层,加上整座设施远离地震断层线,让封存在此的二氧化碳变得易入难出。
Summit Carbon Solutions将于2023年启动管道建设,并在2024年执行首次二氧化碳注入。预计初期每年可封存800万吨的二氧化碳,之后可望增加至每年1,400万吨。
不过,目前碳捕捉技术的最大问题是成本过高。植树、风电的碳成本大概为每公吨3美元(约23.4港元),但根据Climeworks的资料,以碳捕捉方式从空气中移除1吨二氧化碳,成本却高达600美元(约4,680港元)。
微软创办人比尔盖兹便是以每吨600美元向Climeworks购买碳额度,以抵销全家的碳足迹,每年开支达500万美元(约3,900万港元)。由此可见,碳捕捉真的太贵了!
藻类碳捕获成本只需十二分一
为解决高成本问题,英国初创公司Brilliant Planet研发出用藻类来实现CCS方案,只需以Climeworks十二分之一的成本,便可大规模进行碳捕捉。其实,藻类是一种比树木更高效的碳捕获生物,不但所有表面积皆可用在光合作用上,又无需浪费资源长出树干、树枝、或根部,因此每年吸收的碳可以比热带雨林树木多出30倍。
Brilliant Planet先在沙漠海岸边挖出大池塘,然后泵入离岸2至3公里处的上升流(Upwelling)海水。这种富含营养、温度较低的海水可为藻类创造有利的生长条件。
Brilliant Planet的藻类碳捕捉方案已在阿曼、南非成功测试,团队更在摩洛哥沿岸沙漠建立了面积达3公顷、全球最大的藻类繁殖场。(图片来源:Brilliant Planet官网)
接下来,研究团队会在当地挑选最适合碳捕捉的藻类放进池内加以繁殖,并透过传感器、卫星影像、以及气象信息,监控藻类的生长变化与环境状况;参照人工智能的分析结果,调控养分供给,提高繁殖速度,以填满4个12,000平方公尺的池塘。
当藻类吸饱碳后,利用细网过滤器将它们捞起,放在沙漠中晒干。最后,把这些干燥后的含碳藻类埋入沙漠地底1至4公尺作永久封存;至于剩下来的低碳海水,则会被放回海中,重新从大气中吸收二氧化碳。
碳捕捉市场规模高达4兆美元
现时Brilliant Planet已在全球沙漠沿岸找到50万平方公里的适合土地,可供开设藻类养殖场,估计每年可捕捉与封存20亿吨碳,足以抵销全球人类每年碳排放量的5.5%以上。
2022年4月,在丰田风投与Union Square Ventures领投下,该公司取得1,200万美元(约9,360万港元)的A轮融资,将用作兴建30公顷的商业示范设施,以及1,000公顷的藻类繁殖工厂,预计每年可消除4万吨二氧化碳,每吨成本可低至50到100美元(约390到780港元)。
国际市调机构Research and Markets评估,2020年全球碳捕集与封存的市场规模达到28亿美元(约218.4亿港元),到2026年将攀升至49亿美元(约382.2亿港元)。
美国能源巨擘埃克森美孚(Exxon Mobil)更大胆预测,及至2050年,CCS市场的规模有望成长到4兆美元(约31.2兆港元),相当于届时全球石油和天然气市场规模(6.5兆美元,约50.7兆港元)的6成左右。
3大超级富豪投入碳捕捉领域
碳捕捉的市场潜力如此巨大,当然惹来不少大企业家的青睐。特斯拉(Tesla)创办人伊隆·马斯克(Elon Musk)推出的“XPRIZE除碳计划”(XPRIZE Carbon Removal),祭出1亿美元(约7.8亿港元)奖金,向全球各路人马征求能消除二氧化碳的创新技术方案。该计划已于2022年4月公布新一轮得奖结果,选出15队赢家,各得100万美元(约780万港元)奖金。
尽管马斯克拿出1亿美元奖金,向全球募集除碳创新技术,又有经营电动车生产业务,但他一度推崇的比特币,却被视为增加碳排放的元凶之一,令其环保立场变得有点暧昧。(图片来源:XPRIZE官网)
微软创始人比尔·盖茨(Bill Gates)透过旗下的风险投资公司Breakthrough Energy Ventures,对英国政府的“绿能科技十大建设计划”(Ten-Point Plan)投入2亿英镑(约19.6亿港元),推动当地的DAC技术与绿色氢能发展;又积极投资多家碳捕捉初创公司,包括:Heirloom和Verdox等。
比尔·盖茨在2021年出版的著作《如何避免气候灾难》(How to Avoid a Climate Disaster)中表示,他认为植树造林不值得投资,更直言植树对气候变迁的影响似乎被人夸大了。(图片来源:翻摄Breakthrough Energy Ventures官方YouTube影片)
亚马逊(Amazon)创办人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)则出资100亿美元(约780亿港元)成立“贝佐斯地球基金会”(Bezos Earth Fund),资助科学家、非政府组织或环保人士,发展新的环保科技,举办与气候变迁相关的保育活动。
贝佐斯地球基金会除投资绿色科技外,也有捐款给多个植树组织,例如Eden Reforestation Projects、The Nature Conservancy等。惟Amazon网购平台背后的物流供应链却造成大量碳排放,故此遭到环保人士非议。(图片来源:Bezos Earth Fund官网)
碳捕捉、植树造林可双轨并行
然而,3大科技巨头的环保投资举措,却被环保人士质疑是用错了力气,可能只会空忙一场,因为他们提出的减碳计划,大半是以发展新科技来消除碳排放,反而传统的植树造林方法仅占极低比重。众所周知,树木是地球上最有效的碳捕捉工具之一,能够藉由光合作用把二氧化碳变成氧气。例如毛泡桐(Empress Tree),每年每英亩便可吸收103吨的二氧化碳。
伦敦大学地球科学院教授戴夫瓦尔塔姆(Dave Waltham)直言,植树是地球减碳的紧急救援手段,能为人类争取更多时间进行永续发展部署。英国威廉王子亦公开表示,复育自然生态才是拯救地球的必要方法。
绿能搜寻引擎Ecosia创办人克里斯蒂安·克罗尔(Christian Kroll)更强调,没有任何科技可以取代树木在减碳上的角色,所以他把Ecosia的8成利润捐给植树组织。他认为,马斯克、盖茨、贝佐斯在应对全球暖化上该放弃对科技的执迷,转而把心力投放在树林复育。
不过,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的调查报告指出,单靠减少碳排量实不足以达到碳中和,必须在碳捕捉技术的协助下,才能有效遏制全球暖化。IPCC警告,如要大气温度维持在不超过工业革命前摄氏2度或以下的水平,务必在2050年前每年除碳100亿吨;否则的话,极端气候冲击只会加剧。由是之故,无论是树林复育、抑或碳捕集与封存,当下都是不可偏废的减碳方式。
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