捕获和再利用碳的技术正在兴起。但它能帮助世界实现气候目标吗？

如果说最新的 IPCC 报告告诉了我们什么，那就是现在是时候应对气候变化了。虽然减少我们使用的化石燃料数量绝对至关重要，但毫无疑问，大气中的部分二氧化碳必须以某种方式被吸收。这就是碳捕获和封存发挥作用的地方。

碳捕获和封存，通常称为 CCS，是一种通过直接空气捕获将_二氧化碳从发电厂烟囱等来源或在某些情况下甚至从大气中吸出的过程。然后，通过封存将碳永久封存在地下。

然而，还有另一种捕获二氧化碳的潜在途径：将其重新用于其他产品。在一个以尽可能多地重复使用材料为基础的循环经济成为必需的世界里，许多人正在探索温室气体排放的二次利用。

加州大学伯克利分校环境科学、政策和管理系助理合作推广专家丹尼尔·桑切斯 (Daniel Sanchez) 表示：“碳捕获绝对是我们去除大气中_二氧化碳的一种方式。但我们可以利用它做更多的事情。我们可以减少排放，也可以回收排放物。”

但关于如何重新利用二氧化碳以及它对气候是否真的有价值，仍然存在许多问题。

碳捕获和利用说明

早在 2017 年，一组研究人员就发现，要使 2050 年全球气温升幅控制在比工业化前高出 2 摄氏度以内，未来 30 年全球需要避免排放约 8000 亿吨碳。即使减少排放，到 2050 年，全球仍需要封存约 1200 至 1600 亿吨_二氧化碳，之后则需要封存更多二氧化碳。

然而，将大量的碳埋入陆地或海洋深处的经济动机并不大。碳捕获和利用 (CCU) 就是一个不错的选择，它可以将这些废弃气体转化为可销售的产品。

捕获的碳可以通过多种方式进行销售和再利用，首先是直接使用，即不转化。这种方法不会对二氧化碳进行化学改变。一些常见的直接使用方式包括将气体通过管道输送到温室，浓缩为肥料，并将其转化为脱咖啡因或干洗的溶剂。

但二氧化碳通过非转化方式再利用的最常见方式是通过提高采油率。提高采油率 (EOR) 是将二氧化碳注入现有油田，通过增加压力，挤出更多石油的过程。（根据 2018 年的一项分析，全世界每天用这种方法生产 50 万桶石油。）从理论上讲，如果部分二氧化碳留在地下，其余的二氧化碳被重新捕获并再次注入该过程，石油就可以实现“碳负性”。当然，燃烧石油仍然会向大气中释放二氧化碳，因此平衡取决于 EOR 过程中气体的来源，以及谁获得储存的功劳。

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除了直接使用二氧化碳外，排放物还可以转化为甲烷、甲醇、汽油、塑料聚合物、水泥和混凝土等产品。在某些情况下，这些产品中捕获的碳理论上可以保留在大气中长达数百年。

但无论捕获的碳如何利用，这些排放物很可能有一天会回到大气层——这引发了关于是否以及如何利用这些技术应对气候变化的大量争论。

关于使用 CCU 应对气候变化的争论

上个月， 《OnEarth》杂志发表了一项研究 分解了数十种不同的 CCU 途径的排放生命周期和技术准备情况，以确定是否有可能实现到 2030 年将碳排放量减半和到 2050 年实现净零排放的全球目标。在考虑了二氧化碳的来源（大气、生物或天然来源于植物、化石燃料或生物和化石燃料的组合）及其结果（直接使用、燃料和化学品、矿物碳酸盐和建筑材料或增强碳氢化合物回收）后，只有少数方法符合 2030 年《巴黎协定》的条件。只有一种方法可以达到 2050 年的基准。

研究人员发现，符合 2030 年目标的技术包括利用沼气厂的二氧化碳来丰富农业温室，利用生物二氧化碳来制造建筑材料，直接捕获烟气来制造建筑材料，以及利用碱性氧气炉煤气来生产尿素，尿素可用于肥料和商业产品。而 EOR 只有在非常特殊的情况下才能达到巴黎目标，即直接使用_二氧化碳，并且每注入一吨碳产生的石油不超过两桶。

“这些 CCU 路线中只有极少数在 2030 年能够兼容，或者因为它们没有按时准备就绪，”这项研究的作者、荷兰奈梅亨拉德堡德大学的博士生 Kleijne de Kleijne 表示。“它们的技术成熟度仍然较低。”

转向《巴黎协定》的 2050 年愿景，只有一种 CCU 符合要求：使用纯化的生物 CO ₂流的构建块。作者写道：“由于 CO ₂不会永久储存在燃料或化学品中，因此只有当 CO ₂是生物或大气来源且与捕获和转化过程相关的零排放时，这些产品才能严格符合巴黎协定。”

但桑切斯表示，巴黎目标的实现难度极大。考虑到全世界总体上将气候变化控制在 1.5 摄氏度以下的难度，以及我们目前偏离目标的程度，这个标准非常高。

“[CCU] 可以替代其他化石燃料密集型替代品。它可以帮助我们减少排放，但不能从大气中去除碳，”桑切斯说。“它把碳留在了经济中。”他指出，如果没有长期储存，几乎不可能实现零排放。

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还有两个主要理由支持继续使用 CCU。其一，通过回收二氧化碳，我们可以将更多的化石燃料深埋在地下，避免进入大气层。

考虑到许多行业都难以快速实现脱碳，找到既能保持经济活力又不会因开采更多化石燃料而导致环境恶化的方法似乎更为重要。 《自然》杂志去年发表的一项研究表明，即使只有 50% 的机会实现《巴黎协定》的目标，全球 58% 的石油、59% 的化石天然气和 89% 的煤炭也需要留在地下。合著者兼伦敦大学学院能源系统研究员史蒂夫·派伊 (Steve Pye) 9 月告诉PopSci ：“这项研究表明，进一步投资化石燃料开采与缓解气候变化是不相容的。”

第二个原因是，即使我们能够在一夜之间将世界能源转换为近乎零的净能源，我们仍然可能依赖碳捕获和封存来吸收大气中现有的碳，以控制气候（目前大气中的_二氧化碳水平为 419.03 ppm，而工业化前的水平约为 260 至 270 ppm）。在某些情况下，CCU 可以作为更持久的碳封存技术的垫脚石。

“围绕 [CCU] 的讨论非常有趣，也更加微妙，”桑切斯说。“也许所有正排放量和所有负排放量的净值都需要小于或等于零。但并不是每一项 [技术] 都需要等于零。”