Nature｜二氧化碳去除技术不是当前的气候解决方案

作者：David T. Ho              发布时间：2024年2月18日

主要内容

二氧化碳去除技术（Carbon Dioxide Removal, CDR）将“净”变为“净零排放”。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）的评估，所有将全球变暖限制在比工业化前水平高1.5℃-2℃的途径都需要从现在开始迅速脱碳。同时也需要从大气中去除二氧化碳，因为我们不可能在规定的时间内完全消除碳排放。即使在最乐观的情况下，航空和航运等“难以减少”的行业仍将是温室气体的主要来源，这将意味着我们无法实现零排放目标，于是我们需要CDR来实现净零排放目标。种植或维护树木，从大气中去除二氧化碳并将其储存在地下、海洋或产品中的方式将更持久。

在此背景下，将各种CDR技术运用作为当今气候解决方案的企业如雨后春笋般涌现。其他国家则热情地购买碳信用额——本质上是投资植树，或其他未来的碳信用额——作为其当前脱碳承诺的一部分。

我的职业生涯一直在研究自然碳循环，近年来，我一直在研究检验CDR是否有效的方法。我是马斯克基金会资助的1亿美元XPRIZE碳去除竞赛的评审员，审查过几十个提案。我不否认长期开发CDR方法的必要性。我欢迎各国政府为这一领域提供急需的资源。“直接空气捕获”(DAC)技术通过化学手段从大气中吸收二氧化碳，在进行了一些小规模的示范之后，2022年美国两党基础设施法投入了35亿美元用于开发四个DAC中心。但我很清楚，在社会完全取消其污染活动之前，部署它们从而试图大气中去除二氧化碳是毫无意义的。

时间旅行

要理解其中的原因，可以把CDR想象成一台时间机器。以拟议中的美国DAC中心为例。每个设施最终预计每年可提取100万吨二氧化碳。

2022年，全球排放了405亿吨二氧化碳。按照这个速度，每充分发挥其潜力运行一年，每个中心将使大气倒退近13分钟，但在消除这13分钟的二氧化碳所花费的时间里，世界将向大气中排放整整一年的二氧化碳。

与此同时，如果地球上的每个人都种一棵树，也就是80亿棵树。一旦树木成熟，每年将把我们带回大约43个小时。

时间机器的类比揭示了CDR目前是多么的无用。因此，我们必须改变这一想法。未来几年，资金将涌入气候解决方案，我们需要很好地引导资金。在排放量仍然很高的今天，我们必须停止谈论将CDR作为一种解决方案——仿佛它以某种方式取代了激进的、立即的减排。

回到未来

如果我们能在未来20-30年成功脱碳，情况就完全不同了。

如果我们将排放量减少到目前水平的10%左右，即每年40亿吨二氧化碳，那么一个能够去除100万吨二氧化碳的DAC工厂将是一台时光机，把我们带回2个多小时，而不是13分钟。到那时，假设这些设施完全由可再生能源提供动力，在任何一年中，都需要4000个设施达到净零排放。

实际上，剩余排放量可能是目前总量的18%，因此我们必须大幅扩大CDR规模，以实现净零。但如果构建7290个DAC集线器或部署其他CDR技术可能是可行的。

与此同时，需要研究寻求将土地使用和能源消耗最小化，并且可以快速和廉价地扩大规模的CDR方法。现在这样做是至关重要的，这样我们才能在未来拥有可用的技术，当它有效时，当它可以用来消除遗留排放以解决代际公平问题时。

并非所有在实验室中有效的技术都能在现实世界中发挥作用。有些可能会给生物多样性和环境带来沉重的代价。开发验证CDR有效的方法是一项重大挑战。还需要许多年的时间，科学才能告诉我们哪些方法有效，以及它们对环境是有害还是有益。

人类从来没有在全球、大陆甚至区域范围内清除过任何一种大气污染物——我们只是关闭了污染源，让大自然来清理。氯氟烃和平流层臭氧破坏、二氧化硫和酸雨、硫和氮氧化物以及光化学烟雾都是如此。我们必须做好CDR失败的准备，让我们在数千年的时间里依靠环境来稳定大气中的二氧化碳。这是支持快速脱碳的另一个理由。

挑战的规模是巨大的。我们必须放慢碳时钟的速度，才能让它倒转。