去年，人類(lèi)活動(dòng)共排放約320億噸二氧化碳到大氣中。根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)的預(yù)計(jì)，到2100年，這些溫室氣體排放必須降到近零才能阻止其對(duì)大氣環(huán)境造成無(wú)法彌補(bǔ)的破壞。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最好方法是減少我們對(duì)化石燃料的依賴(lài)，但若阻止排放的二氧化碳進(jìn)入大氣中也能起到作用。

碳捕集與封存系統(tǒng)旨在將二氧化碳封鎖到地下深處的多孔巖層中，目前這種方法需要較多能源且成本較高。因此對(duì)這一行業(yè)的關(guān)注領(lǐng)域轉(zhuǎn)向了碳捕集與利用，旨在利用二氧化碳作為原料生產(chǎn)燃料、化工品和其它有用的產(chǎn)品。

9月29日，支持創(chuàng)新的XPrize慈善基金宣布將授予Carbon XPrize的獲獎(jiǎng)?wù)?000萬(wàn)美元（1300萬(wàn)英鎊），該競(jìng)賽旨在激勵(lì)碳捕集與利用的研究。參賽者將提交他們利用燃?xì)饣蛉济弘姀S排放的二氧化碳的創(chuàng)意，其中最好的技術(shù)將在示范規(guī)模裝置上進(jìn)行測(cè)試。能將最多的二氧化碳轉(zhuǎn)化為最具價(jià)值的產(chǎn)品的參賽團(tuán)隊(duì)將成為獲勝者。

所有應(yīng)對(duì)氣候變化的努力都是值得肯定的。但碳捕集與利用技術(shù)的成敗更多地取決于創(chuàng)新，這完全倚仗于經(jīng)濟(jì)性。

化工行業(yè)每年使用的二氧化碳已達(dá)到將近2億噸，大部分都是與氨混合生產(chǎn)尿素。但二氧化碳位于一個(gè)很深的熱力學(xué)井的底部，將其運(yùn)輸出來(lái)需要大量的能源。如果在將它轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品的同時(shí)會(huì)因?yàn)楦叱杀镜哪茉聪膶?dǎo)致額外的排放，這對(duì)氣候變化僅有較小的益處。目前尚不清楚XPrize基金會(huì)是否將利用全生命周期評(píng)估來(lái)評(píng)判參賽者。

對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的雙重要求一直是CCS發(fā)展的一個(gè)艱難阻礙。溶劑吸收和釋放二氧化碳引起的溫度波動(dòng)通常會(huì)讓電廠的燃料消耗增加20-30%。雖然世界上第一個(gè)商業(yè)規(guī)模的燃煤電廠CCS系統(tǒng)項(xiàng)目去年在加拿大啟動(dòng)，但據(jù)悉該項(xiàng)目的主要資金來(lái)源是12億美元的公共資金。最后，任何幾乎完全依賴(lài)補(bǔ)貼的技術(shù)似乎從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看經(jīng)濟(jì)性存疑，不僅因?yàn)樗菀资艿秸巫兏锏挠绊憽１奔s克郡Drax電廠在政府結(jié)束了作為該公司的主要收入來(lái)源的再生能源免稅后不久，就在9月放棄了對(duì)CCS系統(tǒng)投資10億英鎊的計(jì)劃。

碳捕集與利用看上去更具吸引力的原因之一是其制造出來(lái)的產(chǎn)品可以抵消捕集二氧化碳的成本。

化學(xué)顯然在碳捕集與利用中有著巨大的作用——實(shí)際上，這也是對(duì)于化學(xué)的重大挑戰(zhàn)——并且在這一領(lǐng)域也已取得一些成績(jī)。Covestro（原拜耳材料科學(xué)）開(kāi)發(fā)了一種新型鋅催化劑來(lái)結(jié)合二氧化碳和環(huán)氧丙烷成為多元醇，用于制造聚氨酯泡沫，預(yù)計(jì)明年開(kāi)始生產(chǎn)。生命周期分析表明，該工藝相對(duì)傳統(tǒng)的多元醇生產(chǎn)可以降低19%的溫室氣體排放以及16%的化石燃料消耗——對(duì)于每降低一個(gè)百分點(diǎn)都十分不易的行業(yè)這相當(dāng)于大賺了一筆。

但這一技術(shù)領(lǐng)域并不局限于化學(xué)本身。生物圈在將二氧化碳轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的分子方面已有幾十億年的經(jīng)驗(yàn)，而且許多公司已有示范項(xiàng)目使用藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌來(lái)生產(chǎn)乙醇、丁醇和許多其他產(chǎn)品。生物學(xué)也有助于使碳捕集本身效率更高。例如，加拿大魁北克市的CO2Solutions公司使用定向進(jìn)化研發(fā)出的極堅(jiān)固的碳酸酐酶酶每天能幫助在純水碳酸鉀中捕集10噸二氧化碳。由生物學(xué)家、化學(xué)家和化學(xué)工程師的合作對(duì)于實(shí)現(xiàn)碳捕集與利用的經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。

碳捕集與利用的一個(gè)缺點(diǎn)是，不管是燃料燃燒或是塑料降解，它的許多產(chǎn)品最終還是會(huì)將二氧化碳排放到大氣中。沒(méi)有人聲稱(chēng)過(guò)僅靠碳捕集與利用能解決氣候變化問(wèn)題，但它可以幫助不斷改善的捕集技術(shù)建立更好的經(jīng)濟(jì)案例。

許多經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為，全球碳價(jià)可能會(huì)成為強(qiáng)制二氧化碳減排的最有效方法。通過(guò)規(guī)定全球二氧化碳排放量最低稅，工業(yè)將會(huì)受到明確激勵(lì)去投資碳捕集與利用和封存技術(shù)。

全球碳稅收在政治上是否能被接受還有待觀察。雖然這個(gè)想法在2009年哥本哈根氣候峰會(huì)上一直受到冷遇，但值得注意的是，中國(guó)（二氧化碳排放量占全世界四分之一）最近宣布計(jì)劃通過(guò)從2017年開(kāi)始實(shí)施的全國(guó)性碳排放交易體制設(shè)定碳價(jià)。

最后，碳捕集、利用與封存等技術(shù)的前景并不妨礙我們利用已有的工具：稅收以及市場(chǎng)的力量。（領(lǐng)先財(cái)納編譯）