4层创新的方法来关闭碳循环

自工业革命来临之际，人们在发明创造中发现巨大价值是释放二氧化碳（CO2）等温室气体（GHG）到大气中的副产物，包括汽车，发电厂和工厂。

同样的，但是，不能说的发明，从大气中清除温室气体。其结果是，今天的人类活动每年产生的温室气体排放约50多亿吨比世纪以前那样（PDF）.

进入二氧化碳脱除（CDR），其等同于产生“负的温室气体排放。”即，CDR溶液捕获更多的CO 2和其他温室气体从大气中比它释放，并防止其返回到大气中长时间。

随着进一步的发展，CDR解决方案有潜力将导致气候变化的温室气体排放行业转变为温室气体减排行业，同时为最有效使用CDR解决方案的企业创造大量新的收入来源。

日益增长的CDR行业是由加州大学伯克利分校能源与资源协同主办最近的一次活动的主题。与会者认为CDR问题的规模是巨大的，复杂的，与周围大规模推出CDR的后果的不确定性。没有银弹CDR解决方案，和CDR的成功部署将取决于几个因素，包括技术创新，科研，管理支持和CDR最终产品市场的成熟。

启示企业

虽然CDR解决方案和碳市场的短期发展，企业最感兴趣的CDR相关的机会可能会落在两个领域。投资是CDR相关的初创制成，如酷地球能源该公司已经从谷歌Ventures、英国石油(BP)、通用电气(GE)和其他投资方那里获得了大量风险投资，以创建一个“碳负燃料过程”。

其他公司，如Newlight技术以及其“空气碳”塑料产品，试图用去除温室气体的生产流程重塑熟悉的行业。通过在没有碳市场支持的情况下建立可行的碳去除业务，如果有意义的碳价格支撑，这些业务将在未来创造可观的利润和收入。

企业社会责任(CSR)组合也将从不断增长的CDR行业中受益。迄今为止，CSR部门与cdr相关的机会主要局限于与造林相关的补偿。然而，随着生物炭碳补偿协议和新型CDR技术的发展，企业社会责任部门很快将有机会投资于更广泛的碳负工具。随着CDR行业的成熟，通过CSR项目了解CDR选项的企业将更好地抓住CDR行业的早期机遇。

防止灾难性气候变化所需的CDR规模

在累积的约1千亿吨人为温室气体排放中，地球只吸收了其中的一小部分，只留下大气中温室气体的浓度比工业化前水平高出近40%海洋酸度水平高出约30%。如果任其自生自灭，地球将需要数千年的时间来减少剩余的人为温室气体排放。这对我们的星球来说是个坏消息:除非人类开始从大气中清除温室气体，否则大气中温室气体水平升高导致的地球气候和生态系统的急剧变化将持续下去。

2013年联合国排放差距报告(PDF)估计，为了将变暖限制在1.5摄氏度，我们必须在2050年前完全停止排放温室气体，并在2050年至2100年期间每年产生平均50亿吨CDR。从大气中去除和储存一吨二氧化碳的成本为100美元，这一数字换算成CDR每年的成本为5000亿美元。作为比较，世界生产总值大致为现在的70万亿美元．

联合国安理会报告提出了一个非常积极的温室气体减排的时间框架;如果温室气体排放技术是比联合国报告的项目比较慢被淘汰，然后在需要CDR的努力可能大大激增。

不同的方法

CDR的四种主要方法是生物量储存、空气捕获、地质封存和海洋封存。

1.生物质存储

这个星球已经从每年的气氛下绘制数百碳亿吨的数十亿年通过光合作用：每个生长季节，植物转化大气中的二氧化碳转化为生物质。每个生长季节后，然而，地球释放碳的从植物中大致相等量通过分解生物质到大气中。

通过各种机制，CDR从业者希望给小费，使更少的碳被储存在大气中这种自然碳循环的平衡。例如，植树造林 - 种植新的森林 - 草原管理技术旨在提高生态系统中的生物量的总体数量。增加碳被困在工厂的量，从理论上说，降低碳在大气中的含量。

其他的生物质能储存CDR方法试图通过阻止(或显著延迟)生物质能中的碳通过其自然循环排放回大气来改变碳循环。其中一种方法是生物炭(木炭)，当有机物被热解或无氧燃烧时产生。生物炭有可能在不分解的情况下保持数百年的固体形态，所以如果生物炭是由每年生长回来的原料生产的，并在生产后重新应用到土壤中，它就有可能转移大量的碳从大气中。

生物质能与碳捕获和封存（BECCS）提供了另一种方法来防止碳捕获在生物量从发射到大气。BECCS发电厂燃烧生物质作为燃料，然后使用电化学过程以分离CO 2从所得的排放。一旦CO2是孤立的，它可以被注射到不可渗透的基岩，螯合剂大量在地壳的二氧化碳。

2.空气捕获

直接空气捕捉(DAC)装置的工作原理类似于“人工树木”，通过化学过程从空气中分离二氧化碳，就像植物通过光合作用一样。以与BECCS相同的方式将产生的二氧化碳储存在不透水的岩层中，或者以其他方式阻止二氧化碳返回到大气中，有望实现巨大的CDR潜力。

3.地质封存

从大气中的碳转移到岩是CDR的另一种选择。一些矿物质，如黄绿，从大气中的CO 2的沉淀物在暴露于空气中。从该反应中得到的碳酸酯具有的潜力，螯合稳定岩层以前大气中的碳。挖掘大量橄榄石和暴露在露天可能会导致大量的大气中二氧化碳的封存。

4.海洋封存

海洋封存是CDR方法中比较有争议的一种，它试图通过改变海洋的自然碳循环来降低大气中的二氧化碳浓度。例如，有人提出用铁来给海洋施肥，以刺激浮游植物大量繁殖，作为将碳从大气转移到海洋深处的一种方式，碳将在那里存留数千年。该理论认为，浮游植物的大量繁殖会将碳储存在浮游生物和其他更上层的生物体内，因为浮游生物大量繁殖。当这些生物死亡时，它们，以及它们从空气中提取并储存在体内的碳，会慢慢沉入海洋深处。然而，该理论是否能在实践中产生重要的CDR，目前还缺乏相关研究。

有关贝类隔离的CDR技术的科学立场甚至更加模棱两可，这篇精彩的论文(PDF），其同时笔者认为，通过10000或者一个因素增加贝类养殖能逆转人类的一个世纪或加剧的气候变化中的气候变化的整个贡献显着，这取决于纸张的身体参数或那些无论是一个信任的脚注。

有些人提出了一种混合物质，海洋封存CDR方式：倾销作物残留物在深海中可以防止这些有机物的腐烂，并在数千年的时间里将碳释放回大气中。

标准评估CO2脱除方法

1.规模:如果我们需要移除和储存数千亿吨的二氧化碳，那么重要的是，我们所追求的移除方案能够隔离同等规模的二氧化碳。迄今为止，许多缔约方已试图评估不同的CDR方法的潜力，例如生物和地下贮．

2.技术complexicity：目前所有的CDR技术都处于技术采用曲线的初始阶段。投资研发和营销以创造具有成本效益的CDR技术将需要大量的时间、资金和人力资源。因此，技术和/或概念上不太复杂的CDR解决方案将带来显著的好处。

3.收入potenital:如上所述，大气中的碳可以转化为各种各样的最终产品，而弄清楚如何通过使用这些最终产品来赚钱可能会证明对许多CDR技术的短期可行性至关重要。例如，生物炭为农业和废水处理提供了潜在的重大协同效益，目前每年为这些用途产生数百万美元的销售额，这还不完全相当于万亿美元的电力或运输行业，但绝对是一个开始。好用的买球外围app网站销售CDR技术的副产品的潜力越大，它蓬勃发展的机会就越大。

4.降低风险:与任何复杂地球系统的大规模干扰一样，意想不到的后果带来了巨大的风险。从概念上讲，CDR方法造成这种意外后果的风险最低，因此可能更容易赢得最初的支持。

这篇文章的一个版本最初出现在伯克利能源和资源合作博客．烟囱图像由De Visu via在上面．