提高海洋碳汇能力能否应对气候变化?
洛杉矶港口停着一艘100英尺长的驳船,工程师们在驳船上建立一个漂浮实验室,试图探讨这样一个问题:通过净化海水中的二氧化碳,然后将其返回海洋,从而使其能够从大气中吸收更多的温室气体,以此减缓全球变暖速度,这样的做法是否可行?
海洋有着“地球之肺”的美誉,海洋植物和海水能够吸收二氧化碳,自工业革命以来,海洋已经吸收30%的二氧化碳,并从中吸收90%的多余热量,极大地缓解了地球的环境压力。作为巨大的碳汇,海洋一直充当着“缓冲器”的重要角色,保护人们免受气候变化带来的严重影响。每单位体积海水可储存的二氧化碳约为空气的150倍。但是吸收温室气体对海洋环境造成了负面影响,导致海洋环境更偏酸性,破坏珊瑚礁,威胁到海洋物种的生命,阻碍贝类生成骨骼。
加州大学洛杉矶分校碳管理研究所(UCLA’s Institute of Carbon Management)所长高拉夫·桑特(Gaurav Sant)表示,该校工程学院研发了一项名为SeaChange的技术,旨在利用海洋的自然能力。
技术过程包括通过流经驳船水箱的海水发送电荷,引发一系列化学反应,将温室气体捕获到碳酸钙等固体矿物质中(碳酸钙与贝壳的成分相同),随后将海水放回海洋,使其可以从空气中吸收更多二氧化碳,碳酸钙则沉淀到海底。
目前正计划自本月起在新加坡建立另一个示范点,扩大技术测试规模。在新加坡和洛杉矶港口收集的数据将有助于设计更大的试验工厂,这些设施预计将于2025年投入运营,每年能够去除数千吨二氧化碳。桑特表示,如果试验成功,则计划建立商业化设施,每年能够清除数百万吨碳。即便如此,仍不足以应对气候变化。该项目是科学家探索气候变化解决方案中的一部分,他们警告道,仅仅减少排放还远远不够,难以将全球气温上升限制在1.5℃以内,更难以避免生态系统发生巨大变化。
目前,为减少温室气体排放,往往人们都将注意力集中在以陆地为基础的项目上,比如通过植树造林、建造工厂来捕获排放物中的碳,但这些项目有明显的局限性,如成本高、占地面积大等。因此,科学家们将目光投向占地球面积70%的海洋。
另一种方案是给海洋表面施“肥”,繁殖能够吸收碳的微小浮游植物。此外,还在海滩上喷洒矿物质,随着潮汐进退,这些矿物质可以慢慢被卷入海洋或沉积在海床上,提升海水的碱度,从而使海水从大气中吸收更多二氧化碳。这些项目目前没有经过全球范围的测试,而且有人担心会影响海洋环境。
伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的海洋碳化学家亚历克·王(Aleck Wang)表示,随着利用海洋去除二氧化碳的研究项目越来越多,可能不仅限于单一的解决方案。“我认为需要综合各种方法,才能去除大量的碳,真正达到目标。”
加州大学洛杉矶分校萨穆埃利工程学院(UCLA Samueli School of Engineering )的研究人员花了两年时间建立洛杉矶港口的演示系统。与其他方案相比不同的是,该系统能够产生氢气。为去除一公吨二氧化碳,需要约220公吨的水流过该系统,该过程能够产生35公斤氢气。
桑特创立了位于洛杉矶的Equatic,以扩大该项目的规模。他表示,公司将通过出售氢气和碳信用额创造收入,航空公司可以购买碳信用额,并声称其可以平衡自身产生的污染。该项目的目标是以远低于每公吨100美元的成本去除碳。氢气的生产成本将低于每公斤1美元,大大低于目前清洁生产氢气的成本。该项目已从陈-扎克伯格基金会(Chan Zuckerberg Initiative)和美国能源部获得数千万美元的资助。
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