关闭碳循环的4种创新方法

自工业革命开始以来，人们发现了一些将二氧化碳(CO2)和其他温室气体(GHG)作为副产品排放到大气中的发明的巨大价值，这些发明包括汽车、发电厂和工厂。

然而，从大气中去除温室气体的发明就不是这样了。因此，今天的人类活动每年产生的温室气体排放量比几个世纪前多约500亿吨(PDF.）。

二氧化碳去除(CDR)，相当于产生“温室气体负排放”。也就是说，CDR解决方案从大气中捕获的二氧化碳和其他温室气体比它释放的要多，并阻止它们长时间地返回大气。

通过进一步发展，CDR解决方案持有可能改变导致气候变化的相同GHG排放行业，同时为最有效地使用CDR解决方案的公司产生大规模的新收入来源。

加州大学伯克利分校能源与资源合作组织最近举办了一场活动，主题是不断增长的CDR行业。参与者发现，CDR问题的规模是巨大和复杂的，围绕大规模推出CDR的后果存在不确定性。CDR没有灵丹妙药，CDR的成功部署将取决于几个因素，包括技术创新、科学研究、监管支持和CDR终端产品市场的成熟度。

影响企业

虽然CDR解决方案和碳市场在短期内会发展，但对企业来说，与CDR相关的最有趣的机会可能会在两个领域下降。与cdr相关的创业公司正在进行投资，例如酷行星能量，这已经提高了Google Ventures，BP，GE等支持者的重要风险资金，以创建“碳负燃料过程”。

其他公司，如新闻技术以及其“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）投资组合也能受益于不断增长的CDR行业。迄今为止，CDR相关机会的CSR部门在很大程度上仅限于与造林相关的抵消。但是，随着Biochar碳抵消协议等举措的进步和新的CDR技术的发展，CSR部门即将有机会投资更广泛的碳负面工具。通过CSR计划获得关于日益增长的CDR选项范围的知识的公司将更好地抓住CDR行业的早期机会，因为它已经成熟。

防止灾难性气候变化所需的CDR规模

地球仅吸收了大约1,000千年累积人为温室气体排放量的一小部分，留下了大气浓度的温室气体近40％以上预工业水平海洋酸度水平较高约30％。留给自己的设备，地球将拿走千年落下剩余的人为温室气体排放。这对我们的星球来说是坏消息：对地球的气候和生态系统的巨大变化是由大气温室气体温室气体的温室气体水平造成的巨大变化，除非人类开始从大气中移除GHG。

2013年U.N.排放差距报告（PDF.）估计，限制升温至1.5摄氏度，我们必须在2050年的情况下停止发射温室气体，并每年从2050年到2100年生成5个Gigatonnes的平均CDR水平。以100美元的价格从中删除和储存一吨二氧化碳大气，该数字转化为CDR的年度费用为5000亿美元。相比之下，世界上的大概是粗略的今天70万亿美元。

联合国的报告提出了一个非常积极的温室气体减排时间表;如果温室气体排放技术的淘汰速度比联合国报告中的计划慢，那么需要CDR的努力可能会大幅增加。

不同的方法

CDR的四种主要方法是生物质储存，空气捕获，地质封存和海上封存。

1.生物量存储

数十亿年来，地球通过光合作用每年从大气中吸收数千亿吨的碳:每个生长季节，植物都将大气中的二氧化碳转化为生物量。然而，在每一个生长季节之后，地球通过分解生物质，将大约等量的植物碳释放回大气。

通过各种机制，CDR实践者希望改变这种自然碳循环的平衡，使更少的碳储存在大气中。例如，造林——种植新的森林——和草地管理技术旨在增加生态系统的生物量总量。该理论认为，增加植物吸收的碳量，就会减少大气中的碳量。

其他生物质储存CDR方法通过预防（或显着延迟）捕获生物质的碳通过其自然循环来改变碳循环来改变碳循环。一种这种方法是生物炭（木炭），当有机物质热解时产生，或者没有氧气燃烧。Biochar可能仍然可以保持成熟的形式数百年而不会分解，因此如果生物炭由每年生长的原料产生，并且在生产后重新填充到土壤中，它有可能转移大量碳在大气之外。

具有碳捕获和封存(BECCS)功能的生物质能提供了另一种防止生物质能中的碳排放回大气的方法。BECCS发电厂燃烧生物质作为燃料，然后使用电化学过程将二氧化碳从产生的排放中分离出来。二氧化碳一旦被分离出来，就会被注入不透水的基岩中，将大量的二氧化碳隔离在地壳中。

2.空气捕捉

直接空气捕获（DAC）器件通过使用化学过程将CO2与空气分离，类似于植物通过光合作用方式与空气中的CO2相同操作。以与Beccs相同的方式将所得CO2存储在不可渗透的岩层中，或者以其他方式防止CO 2返回到大气，承诺显着的CDR潜力。

3.地质封存

将碳从大气中转移到岩石中是CDR的另一种选择。一些矿物，例如橄榄石，当暴露在空气中时，从大气中沉淀二氧化碳。这个反应产生的碳酸盐有可能将以前大气中的碳隔离在稳定的岩层中。大量开采橄榄石并将其暴露在户外可能会导致大气中大量二氧化碳的封存。

4.海洋封存

海洋封存，更有争议的CDR方法，通过改变海洋的天然碳循环来减少大气二氧化碳浓度。例如，用铁刺激海洋以刺激浮游植物绽放，例如，已提出作为将碳从大气中转移到海洋的深处的手段，在那里它将留下千年。该理论来看，浮游植物盛开将在浮游生物和其他生物中储存碳，因为浮游生物绽放，蓬勃发展的食物链。当这些生物体死亡时，它们和从空气中取出并储存在其体中的碳，慢慢地将沉入海洋深度。然而，由于目前对这一主题的研究缺乏研究，这一理论是否实际上导致了重要的CDR。

科学对贝类封装相关的CDR技术更加难以置信，如这种精彩纸张的最佳说明（PDF.)，作者同时认为，增加1万倍的软体动物养殖，要么在一个世纪内彻底扭转人类对气候变化的贡献，要么急剧加剧气候变化，这取决于你相信论文正文中的论点还是脚注中的论点。

一些人提出了一种混合生物量-海洋封存CDR方法:倾倒作物残留物在深海中可以防止这种有机物腐烂并释放碳回到千年内的大气中。

评估二氧化碳去除方法的标准

1.规模：如果我们需要删除并储存数百种二氧化碳的二氧化碳，我们追求的去除解决方案很重要，可以隔离类似的二氧化碳。迄今为止，许多缔约方试图评估对CDR不同方法的潜力，例如生物和地下存储。

2.技术complexicity:所有CDR技术目前都躺在技术采用曲线的一开始。投资研发和营销以创造成本效益的CDR技术将采取重要的时间和金融和人力资源。因此，较少的技术和/或概念性地复杂的CDR解决方案会产生显着的益处。

3.收入凋亡：如上所述，大气碳可以转化为各种最终产品，并弄清楚如何通过使用这些最终产品赚钱，这可能对许多CDR技术的近期活力证明是至关重要的。例如，生物炭提供潜在的大量农业和废水​​处理共同效益，目前每年生产数百万美元的销售额，这些用途并不等于万亿美元的电力或交通行业，但绝对是一个开始。好用的买球外围app网站销售CDR技术的副产品的可能性越大，它将蓬勃发展的可能性就越大。

4.风险缓解：与复杂地产系统的任何大规模干扰一样，意外后果存在巨大的风险。CDR接近概念性地提出了这种非预期后果的最低风险可能会更容易赢得初始支持。

本文的一个版本最初发表于伯克利能源和资源协同博客。De Visu VIA的烟囱图像Shutterstock.。