与 Dr. Nathalie Casas 的讨论

季度审查 N ° 7 - 2023 气候技术启动角气候技术启动角...104凯捷研究Institute气候技术 ： 可持续发展的星球 气候技术启动角为什么碳去除解决方案是应对气候变化的关键114凯捷研究Institute气候技术 ： 可持续发展的星球Nathalie CASAS 博士研发主管,Climeworks 气候技术启动角碳去除 - 应对气候变化的关键总部位于苏黎世的初创公司 Climeworks 成立于 2009 年 ， 旨在帮助应对气候的巨大挑战。该公司使用直接空气捕获 (DAC) 技术直接从空气 ， 仅通过使用降低大气 CO 2 浓度可再生能源 ， 废物能源或其他废热作为能源。除了让企业客户为未来的清除付费外 ， Climeworks 还从各种投资者那里筹集了超过 8.1 亿美元的资金以扩大规模。Nathalie Casas 博士负责 Climeworks 的研发工作。她也是瑞士公共创新机构 Innosuisse 创新委员会的成员。凯捷研究所向卡萨斯博士了解为什么除碳是我们斗争的关键应对气候变化。气候技术 ： 可持续发展的星球凯捷研究院115 气候技术启动角116凯捷研究院气候技术 ： 可持续发展的星球全球变暖带来的巨大挑战可能令人生畏。任何个人、组织甚至国家都能做些什么来应对气候变化 ？我们可以而且必须改变我们当前的生活方式 ， 但仅凭这一点还不足以阻止气温上升。科学是明确的 ： 要有机会将全球气温上升保持在 1.5 ° C 以下 ， 我们需要尽快使世界达到零。这意味着尽我们所能减少碳足迹 ， 并积极去除已经排放到大气中的 CO 2 。从现在到 2050 年 ， 我们需要提取数十亿吨的 CO 2 ， 这是一项艰巨的任务 ， 我们将需要所有已知的除碳解决方案共同努力 ， 将自然与技术结合起来进行紧急共生。Nathalie Casas 博士Climeworks 研发主管我们可以而且必须改变我们目前的生活方式 ， 但仅靠这一点还不足以阻止气温上升。 气候技术启动角气候技术 ： 可持续发展行星凯捷研究Institute117“从现在到 2050 年 ， 我们需要提取数十亿吨的二氧化碳 ，这项任务如此艰巨 ， 以至于我们需要所有已知的除碳解决方案共同努力。 " 气候技术启动角118凯捷研究院气候技术 ： 可持续发展的星球碳去除对于中和二氧化碳排放和将全球变暖保持在 1.5 ° C 左右的目标至关重要。为什么去除碳如此重要 ？让我们谈谈不可避免的和历史的排放。我们中的任何一个人 ， 无论是个人还是公司 ， 要阻止全球变暖 ， 最重要的事情就是缩小我们的碳足迹。根据政府间气候变化专门委员会 （ IPCC ） 和基于科学的目标倡议 （ SBTi ） ， 公司必须在 2050 年之前将其二氧化碳排放量至少减少 90 ％ 。但是 ， 这仍将使目前不可避免的排放量保持在 10 ％ 左右。碳去除对于中和这些排放并将全球变暖保持在 1.5 ° C 目标至关重要。然后 ， 还有 “历史 ” 二氧化碳排放已经释放到大气中的问题。有数十亿吨我们大气中的历史 CO 2 排放 ， 如果我们要超越碳中和并实现净负排放 （ 即 ， 从大气中去除的 CO 2 比我们泵入的 CO 2 更多 ） ， 就必须将其去除。碳去除是实现这一目标的唯一途径 ， 并且在这样做的过程中 ， 迈出了恢复气候平衡的第一步。除了不可避免的和历史上的排放外 ， 碳去除也是应对气候变化的重要保障。如果尽管付出了巨大的努力来减少排放 ， 但温度超调使我们超过 1.5 ° C ， 那么额外的碳去除可以帮助我们再次降低温度。 气候技术启动角气候技术 ： 可持续发展行星凯捷研究Institute119我们的大气中存在着数亿吨历史二氧化碳排放 ，如果我们要超越碳中性 ， 必须移除。图 1 ： 为什么除碳很重要资料来源 ： Climeworks 。50当前气候政策40302010剩余排放量避免排放0负排放-10净 - 零净排放量-202010 20202030 2040 2050 20602070 20802090 2100尽可能地减少常规缓解技术消除不可避免的排放除碳解决方案GtCO2 / 年 气候技术启动角120凯捷研究院气候技术 ： 可持续发展的星球一些有效的除碳解决方案 ：有各种各样的碳去除解决方案。让我们看看一些更可行的选择。直接空气捕获:直接空气捕获 （ DAC ） 是一种直接从空气中捕获二氧化碳的技术 ， 当与存储技术 （ DAC + S ） 结合使用时 ， 将捕获的二氧化碳永久锁定在地下深处。我们的存储合作伙伴- 在冰岛 ， 这是 Carbfix - 将 CO 2 输送到地下深处 ， 通过与玄武岩的自然反应 ， 它转变为石头 ， 理论上保持在这种状态超过 10, 000 年。这使我们能够为公司和个人提供高质量 ， 有效和永久地去除不可避免的历史排放。实际上 ， DAC 是一个三步过程 ：1.空气是使用风扇产生的吸力吸入的。一旦进入 ， 它就会通过过滤器捕获二氧化碳颗粒。2.当过滤器完全充满二氧化碳时 ， 收集器关闭 ， 温度上升到大约 100 ° C - 与煮沸一杯茶所需的温度相同。3.这导致过滤器释放二氧化碳 ， 所以我们最终可以收集它。图 2 ： Climeworks 在冰岛的 DAC 工厂 ： Orca资料来源 ： Climeworks 。 气候技术启动角气候技术 ： 可持续发展行星凯捷研究Institute121直接空气捕获 (DAC) 是一种直接从空气中捕获二氧化碳的技术 ， 当与存储技术 (DAC + S) 结合时 ， 将捕获的二氧化碳永久地锁定在地下深处。从中东到北美 ， DAC + S 具有全球潜力。我们目前正在美国 ， 挪威和阿曼调查新的机会。Climeworks 的 DAC 系统是对抗的关键技术武器之一气候变化。它直接从空气中捕获 CO 2 ， 通过仅使用可再生能源 ， 废物能源来减少 CO 2 的大气浓度 ，或其他废热作为能源。每种解决方案 ， 无论是自然的还是基于技术的 ， 都有其优缺点 ， 使得如果要实现气候目标 ， 所有方法都必须协同作用。下面是DAC 的好处 ：•位置无关:二氧化碳浓度在世界各地都是一样的。由于没有特定的排放源 ， 这意味着从理论上讲 ， DAC 工厂可以位于任何有可再生能源和二氧化碳储存合适地点的地方。•高度可扩展和可测量 ：Climeworks 的工厂基于模块化技术设计 ， 使其具有高度可扩展性。我们还可以准确测量我们的机器捕获多少二氧化碳。•有效的土地使用 ：Climeworks 的工厂比其他技术需要更少的土地。例如 ， 在 0.42 英亩的土地上 ， 我们的 Orca 工厂每年可以从空气中去除 4, 000 吨二氧化碳 - 这比树木的效率几乎高 1, 000 倍 （ 相同的土地面积将容纳约 220 棵树木 ， 估计容量为 22 公斤我们的 Orca 工厂每年可以从空气中去除 4, 000 吨二氧化碳 - 这比树木的效率高出近 1000 倍。每个 ， 每年的除碳能力仅为 4.62 吨二氧化碳) 。 气候技术启动角122凯捷研究院气候技术 ： 可持续发展的星球植树造林 ： 种植更多的树木树木是一种极好的自然解决方案 ， 因为它们通过吸收和长时间储存来减少大气中的二氧化碳含量几个世纪 ， 在某些情况下。然而 ， 自然也有缺点 ：•树木容易受到火灾和疾病的影响 ； 一旦砍伐或腐烂 ， 它们就会释放出迄今为止捕获的所有二氧化碳。•一棵树只能在其生命周期内存储二氧化碳 （ 平均约 100 年 ） 。•植树造林需要大量的水 ， 最重要的是时间; 幼树吸收的二氧化碳比成熟的少得多 ， 这意味着新种植的森林可能需要几十年才能吸收我们需要锁定的二氧化碳水平。•树木需要很大的空间 ： 为了产生足够的二氧化碳储存能力 ， 我们需要绿化欧洲大小的区域。•保护和加强我们的森林以确保它们继续作为天然碳汇至关重要 ， 但将我们的希望寄托在植树上是不可信的。新种植的森林可能需要几十年的时间吸收我们需要的二氧化碳水平锁起来. 气候技术启动角气候技术 ： 可持续发展行星凯捷研究Institute123生物能源与碳捕获和储存 （ BECCS ）为了防止树木等生物质排放的 CO 2 最终进入大气 ， 可以在发电厂燃烧生物质 ， 然后捕获释放的 CO 2 ， 然后将其掩埋。 BECCS 允许产生能量作为次要活动。为什么尚未大规模实施 ？•为了达到所需的二氧化碳去除水平 ， 这一过程将需要获得相当于印度面积两倍以上的耕地 (即目前全球耕地面积的一半) 。•所需的水和肥料水平非常高 ， 如果重定向到 BECCS ， 可能会影响粮食生产。•至关重要的是 ， 生物质的生长 ， 收获和加工产生的二氧化碳排放量不得超过捕获的总碳。增强风化增强风化是一种模拟和加速岩石自然气候风化过程的技术。暴露在地球表面的岩石从大气中吸收 CO 2 ， 并在水的存在下将其转化为其他化合物 ， 从而长时间保留 CO 2 。这种解决方案通过在陆地表面 （ 农田 ， 海滩 ， 森林等 ） 上散布细磨的岩石来加速这一过程 ； 这导致更大的岩石表面暴露于大气中 ， 因此可以吸收碳。 气候技术启动角124凯捷研究院气候技术 ： 可持续发展的星球好处包括改善退化的土壤和植物生长 ， 并帮助扭转海洋酸化。然而 ， 有一些不确定性 ：•科学家认为 ， pH 值 ， 碳酸盐饱和状态和溶解的二氧化碳的快速 ， 不受控制的变化可能会影响海洋生态系统。•尽管这项技术模仿了自然过程 ， 但它本身并不自然 ； 所使用的物质以比正常情况高得多的速度释放到生态系统中 ， 并可能产生 “死区 ” ， 其中氧气水平太低而无法维持生命。•这些只是一些可用的解决方案 ； 所有这些都必须紧急仔细评估 ， 包括扩大潜力和对应对气候变化的中心斗争的适用性。 气候技术启动角Nathalie Casas 博士,Climeworks 研发主管“树木需要很大的空间 ： 为了产生足够的二氧化碳储存能力 ， 我们需要绿化面积欧洲 ” 。气候技术 ： 可持续发展的星球凯捷研究院125