目前全球基礎設施都是圍繞化石燃料而建的。我們不可能在一夜之間停止使用石油和天然氣 — 我們的日常生活仍然依賴它們,而且該行業(yè)在全球雇用近 1200 萬名工人。雖然擺脫石化至關(guān)重要,但短期內(nèi)還需要采取額外措施,而碳捕獲被認為是一種主要解決方案。這包括儲存二氧化碳的方法 (CCS)、使用二氧化碳的方法 (CCU),或者兩者兼有的方法 (CCUS)。
氣候危機——我們能(及時)解決它嗎?
去年在迪拜舉行的 COP28 會議標志著首ci“全球盤點"的結(jié)束,結(jié)果顯示在溫室氣體 (GHG) 排放、氣候適應力以及對脆弱國家的財政/技術(shù)支持等所有領(lǐng)域的進展都過于緩慢。各國作出了如何加快各領(lǐng)域行動的決定。除了到 2030 年將可再生能源增加兩倍、能源效率翻番之外,該計劃還呼吁各國政府加快擺脫對化石燃料的依賴。
脫碳和擺脫石化顯然是關(guān)鍵目標,但只有與 2015 年《巴黎協(xié)定》的 1.5°C 目標保持一致才有意義。
必須認識到,各國的溫室氣體減排承諾都是自愿的,如果這些承諾被視為成本,許多國家就會遭遇阻力。這強調(diào)了工業(yè)發(fā)揮其作用的必要性。這也是為什么維薩拉最近將企業(yè)宗旨更新為:竭盡全力,保護地球。 維薩拉 CEO Kai ?ist?m? 解釋說:“在應對氣候變化的征程中,維薩拉致力于提供高度可靠的測量數(shù)據(jù),助力全球的國家/地區(qū)和行業(yè)在理解、緩解和應對變化時作出更明智的決策。"
用史蒂夫·喬布斯的話來說:“那些到認為自己可以改變世界的人,才是真正改變世界的人。"
可以用清潔和可再生能源取代化石燃料,通過改變工藝和防止甲烷泄漏可以減少溫室氣體排放,并且可以從仍然產(chǎn)生二氧化碳的工藝的排放中捕獲碳。即使是難以處理的殘留排放也可以通過多種碳去除策略(包括自然的和技術(shù)的)來解決,其中許多策略目前已經(jīng)可用。
改善氣候——我們負擔得起嗎?
不采取行動應對氣候問題的代價遠遠超過采取行動付出的成本。2022 年,德勤研究顯示,如果不采取行動,到 2070 年世界經(jīng)濟將損失 178 萬億美元,但通過加速向凈零轉(zhuǎn)型,全球經(jīng)濟可以在未來五十年內(nèi)獲得 43 萬億美元收益。
碳捕獲將在不久的將來快速增長,預計到 2035 年將達到每年 4.2 億公噸。這主要受到全球政策支持的推動,例如提供稅收抵免的美國通脹削減法案。然而,麥肯錫的《2023 年全球能源展望:CCUS 前景》顯示,為了實現(xiàn)宣布的凈零目標,到 2050 年,全球每年平均需要投資約 1200 億美元,但截至 2023 年,僅撥出了所需資金的四分之一左右。
碳捕獲在減排工具箱中的作用
我們已經(jīng)到了必須竭盡全力來限制全球變暖的地步。CCUS 技術(shù)已經(jīng)存在,但關(guān)鍵是要擴大其規(guī)模。CCUS 代表一種過渡路線,它可以為我們贏得一些寶貴的時間,同時使整個經(jīng)濟擺脫化石時代的束縛。
國際能源署 (IEA) 稱,CCUS 在幫助解決現(xiàn)有基礎設施排放問題方面發(fā)揮著戰(zhàn)略作用,并為難以擺脫化石能源的行業(yè)提供了解決方案。CCUS 還可以作為低碳氫生產(chǎn)的途徑,并通過直接空氣碳捕獲+儲存 (DACCS) 從大氣中去除現(xiàn)有的碳。
石油和天然氣行業(yè)可能熱衷于研究和投資碳捕獲,因為它提供了延長“石油時代"的潛在機會,但點源碳捕獲本質(zhì)上是一種“末端治理"解決方案,因此,最好一開始就不產(chǎn)生二氧化碳,這在經(jīng)濟上更可行。
IPCC 第六次評估報告研究了可將升溫限制在 1.5°C 以內(nèi)的緩解情形。 報告發(fā)現(xiàn),在任何情況下,CCUS 都無法允許繼續(xù)以目前的水平使用化石燃料。研究進一步表明,到 2050 年,實現(xiàn)凈所需的減排量中約 6% 可能來自 CCUS。
現(xiàn)實世界中的碳捕獲
CO2 測量儀器廣泛應用于各種各樣的碳捕獲應用,其中準確性和長期可靠性是首要考慮因素。
芬蘭 Carbonaide 公司正在通過一種新穎的工藝連續(xù)測量混凝土的二氧化碳封存量,這在碳足跡較大的行業(yè)中具有巨大潛力。 最終產(chǎn)品礦化二氧化碳可以替代部分水泥成分并提高混凝土質(zhì)量,這是 CCUS 的典型例子。連續(xù)監(jiān)測還能驗證二氧化碳封存的效果。
另一個例子是荷蘭瓦赫寧根大學及研究中心,十多年來,他們一直利用研究中心溫室中的二氧化碳傳感器來幫助荷蘭溫室經(jīng)營者與該國的工業(yè)部門合作,充分利用二氧化碳副產(chǎn)品。
(研究人員已經(jīng)建立一家試驗工廠,用于去除阿邁厄爾巴克垃圾焚燒發(fā)電廠焚化爐排放出的二氧化碳,該發(fā)電廠是北歐最大的熱電聯(lián)產(chǎn) (CHP) 工廠之一。圖片來源:Hufton&Crow / ARC)
垃圾焚燒是一種流行的垃圾處理和發(fā)電方式。然而,混合多變的化石和生物成分的燃料的燃燒帶來了監(jiān)測方面的挑戰(zhàn)。這是因為煙氣中的生物二氧化碳需要與化石二氧化碳區(qū)分開來,因為燃燒廢木材比燃燒塑料袋更具可持續(xù)性。
垃圾焚燒也會產(chǎn)生大量溫室氣體,因此碳捕獲是必要的。例如,丹麥技術(shù)大學 (DTU) 的研究人員與哥本哈根的阿邁厄爾巴克垃圾焚燒發(fā)電廠合作開發(fā)了一種工藝,可以捕獲排放中的二氧化碳。 該項目使用各種二氧化碳探頭來測量碳捕獲效率,以證明該過程的有效性。
一旦捕獲,就有針對二氧化碳的多種選擇,包括使用和儲存。二氧化碳可用于食品生產(chǎn)、溫室和工業(yè)過程 — 包括有待創(chuàng)新的全新產(chǎn)品。它還可以被儲存在地下,用于建筑材料甚至道路 — 有一天,這可能不只是通往羅馬的路,還是通往巴黎的路,并實現(xiàn) 1.5°C 的目標。
展望未來
全球都有應對氣候變化的政治意愿,而且有令人鼓舞的跡象表明各國政府愿意并能夠加大國家貢獻。但時間緊迫。歐盟哥白尼氣候變化服務中心近日宣布,2023 年全球平均氣溫創(chuàng)下歷史最高紀錄,比工業(yè)化前平均氣溫高出 1.52℃。
碳捕獲看起來將在應對氣候變化中發(fā)揮重要作用,但它需要在經(jīng)濟性和規(guī)模性上得到證明。這也使測量和監(jiān)測成為這些技術(shù)的核心。
工業(yè)需要把可持續(xù)性放在核心位置。更加嚴格的監(jiān)管是不可避免的,通過立即采取行動,企業(yè)可以為未來的活動提供保障。數(shù)字勝于言語,測量技術(shù)幫助世界了解氣候變化并促使企業(yè)和國家采取正確的行動。沒有數(shù)據(jù),一切都只是猜測。
最后,引用一句被廣泛認為是美洲原住民的話:我們應該記住,我們不是從祖先那里繼承了地球,而是從我們的子孫后代那里借來的。
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