CF Industries在美国路易斯安那州启动大规模碳捕集项目

CFIndustries在美国路易斯安那州启动大规模碳捕集项目美国路易斯安那州正在推动一项大规模碳捕集项目，并且成为了“化石燃料和石化工厂该如何应对气候变化污染”的一个主要议题。本周，该州州长JohnBelEdwards宣布与两家石油天然气巨头（艾克森美孚/EnLinkMidstream）和业内领先的氨生产商CFIndustries开展了“前所未有”的合作。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327371.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1327371.htm

全球最大碳捕集厂将在怀俄明州建成

全球最大碳捕集厂将在怀俄明州建成美国怀俄明州将迎来世界上最大的直接空气捕集厂，其将用于清除大气中的二氧化碳。该设施被称为“野牛项目(ProjectBison)”，预计将于明年投入使用，并且如果一切按计划进行，那么将在本世纪末扩大其运营规模。据悉，它将每年能够吸纳500万吨二氧化碳并将其安全地锁在地下。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1317843.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1317843.htm

微软与初创公司合作 计划利用碎石灰石捕集碳

微软与初创公司合作计划利用碎石灰石捕集碳石灰石经过多年自然吸收碳，但Heirloom的方法加快了这一过程。该公司使用一个由可再生能源驱动的窑炉，将粉碎的石灰石加热到华氏1650度（约等于900摄氏度）左右，将其分离成二氧化碳和氧化钙。在氧化钙中加水，可使其在几天内吸收足够的碳，然后Heirloom将其重新放入窑中，重新开始循环。虽然该技术已经得到验证，但其成本效益的最大规模尚不明确。所有碳捕获方法都面临的另一个问题是物质的储存。Heirloom公司将分离出的碳永久性地埋在地下，但其他团体正在尝试将其回收利用用于实际用途。CarbonCure公司开发了一种将二氧化碳转化为混凝土矿物质的工艺。该组织声称，混合了二氧化碳的混凝土取代了部分水泥，其强度并不比一般的建筑材料弱。此外，这种混凝土还能永久性地捕捉碳，即使用它建造的建筑物倒塌或被拆除也是如此。无论石灰石法是否有效，它都可能需要与微软正在采用的其他碳捕集技术相辅相成才能在2030年实现碳负增长。几年前，该公司还表示，希望在2050年前清除自1975年成立以来排放的所有碳。最著名的清除方法之一是使用类似真空的大型机器从大气中吸走碳。然而，这种设备成本高昂。微软还与海洋恢复公司RunningTide合作，利用藻类和石灰石捕捉海洋中的二氧化碳。该技术将这些材料放置在离岸数百英里的浮标上，在收集碳的过程中逐渐分解。最终，它们会沉入海底，自然过程会阻止二氧化碳在数百年或数百万年内重新进入大气层。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382625.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382625.htm

科学家展示可直接从空气中提取二氧化碳的新型碳捕集方法

科学家展示可直接从空气中提取二氧化碳的新型碳捕集方法随着全球社会逐步实现工业生产的去碳化，不仅要防止大气中产生新的碳，还要提取已经存在的二氧化碳。传统的碳捕集侧重于在重碳工艺中从排放点收集二氧化碳，而"直接空气捕集"（DAC）则是在一般大气条件下提取碳。这种方法在应对气候变化的斗争中变得越来越重要，特别是随着我们对化石燃料依赖的减少，从源头捕集碳的必要性也在降低。利用湿度技术，科学家们发现了几种有助于低能耗碳封存的新离子。美国西北大学的最新研究展示了一种从周围环境条件中捕捉碳的新方法，该方法研究了系统中水和二氧化碳之间的关系，为"湿度摆动"技术提供了参考，该技术在低湿度时捕捉二氧化碳，在高湿度时释放二氧化碳。这种方法结合了创新的动力学方法和多种离子，几乎可以从任何地方去除碳。这项研究最近发表在《环境科学与技术》杂志上。该研究的资深作者、西北大学的VinayakP.Dravid说："我们不仅扩大和优化了碳捕集离子的选择，还有助于揭示复杂的流体-表面相互作用的基本原理。这项工作推进了我们对DAC的集体理解，我们的数据和分析为理论家和实验家进一步改进实际条件下的碳捕集提供了强大的动力。"德拉维德是西北大学麦考密克工程学院材料科学与工程系亚伯拉罕-哈里斯教授，也是国际纳米技术研究所全球倡议主任。博士生约翰-赫加蒂（JohnHegarty）和本杰明-辛德尔（BenjaminShindel）是论文的共同第一作者。辛德尔说，论文背后的想法来自于利用环境条件促进反应的愿望。"我们喜欢湿摆式碳捕集，因为它没有明确的能源成本，尽管对一定量的空气进行加湿需要一定的能量，但理想情况下，你可以'免费'获得湿度，在能量上可以依靠一个天然的干湿空气库相邻的环境"。新离子促进了碳捕获。资料来源：德拉维德实验室/西北大学该研究小组还扩大了用于使反应成为可能的离子数量。约翰-赫加蒂说："我们不仅将能够实现理想的湿度碳捕获的离子数量增加了一倍，而且还发现了迄今为止性能最高的系统。"近年来，湿度摆动捕集技术已经开始兴起。传统的碳捕集方法使用吸附剂在源点位置捕集二氧化碳，然后利用热量或产生的真空将二氧化碳从吸附剂中释放出来。这种方法的能源成本很高。传统的碳捕集方法会紧紧抓住二氧化碳，这意味着需要大量能源才能将其释放并重新利用。这种方法也不是在所有地方都适用。例如，农业、混凝土和钢铁制造商是主要的排放源，但它们的占地面积很大，因此不可能从单一来源捕集碳。较富裕的国家应努力将排放量降到零以下，而更依赖碳经济的发展中国家则应减少二氧化碳的生产。另一位资深作者、化学教授奥马尔-法尔哈（OmarFarha）在探索金属氧化物框架（MOF）结构在二氧化碳捕集和封存等多种应用中的作用方面拥有丰富的经验。"DAC是一个复杂的多方面问题，需要跨学科的方法，"Farha说。"我对这项工作的欣赏之处在于对复杂参数进行了详细而仔细的测量。任何提议的机制都必须解释这些错综复杂的观测结果。"过去的研究人员一直专注于碳酸根离子和磷酸根离子来促进水分摆动捕获，并对这些特定离子有效的原因提出了具体的假设。但德拉维德的研究小组希望测试更广泛的离子，观察哪些离子最有效。总的来说，他们发现价态最高的离子--主要是磷酸盐最有效，于是他们开始寻找多价离子，排除了一些离子，并找到了对这种应用有效的新离子，包括硅酸盐和硼酸盐。研究小组相信，未来的实验加上计算建模将有助于更好地解释为什么某些离子比其他离子更有效。目前已经有公司致力于将直接空气碳捕集商业化，利用碳信用额激励公司抵消排放。许多公司捕捉的是通过改变农业生产方式等活动已经捕捉到的碳，而这种方法可以明确地直接从大气中封存二氧化碳，然后将其浓缩并最终储存或再利用。德拉维德的团队计划将这种二氧化碳捕集材料与他们早先开发的多孔海绵平台结合起来，以清除包括石油、磷酸盐和微塑料在内的环境毒素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388409.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388409.htm

为了解决新能源的Bug 大佬们正砸钱搞碳捕集

为了解决新能源的Bug大佬们正砸钱搞碳捕集我国公众对CCS技术的接受度，资料来源：YANG,etal▼虽然没啥名气，但不妨碍CCS项目在世界各地蓬勃发展。有调查报告显示，刚刚过去的2022年，CCS项目的数量增长创下了新高：有153个CCS项目正在开发，比2021年足足多了62个。全球碳捕集与封存设施大体分布▼在CCS项目热潮中，不乏科技大佬和科技企业的身影。比如全球网红马斯克赞助了XPRIZE碳捕集大赛，贝索斯、比尔·盖茨等知名科技大佬正在重金投资CCS项目，Google、Meta、Shopify等公司也合作设立了碳捕捉基金项目，金额总计超过12亿美元。马斯克在除碳大赛上呼吁构建十亿吨级碳去除方案，来源：XPRIZE官网截图▼为何在大众视野里，近乎“透明人”的CCS，受到了资本的热捧？也许，这要从CCS被寄予的期望说起。目前来看，要想实现二氧化碳的“零排放”，最有效的办法，就是用太阳能、风能这样的清洁能源去替代化石能源。然而，在能源领域有一个“不可能三角”，说的是能源的低成本、清洁环保、安全稳定无法同时实现。比如说，我们用风电和光电取代煤电，做到了清洁环保。但以目前的技术看，我们无法做到在成本低廉的前提下，实现风电、光电的安全稳定传输。不仅我们国家做不到，发达国家也没做到。比如，美国德州在2021年2月就出现了大规模停电，原因是德州选择了新能源发电，大幅削减了火电的比例。结果2月份出现了寒潮天气，风电机组直接被冻住了。偏偏，储能技术很落后，根本跟不上，电网又没有和其他州的电网打通，于是就出现了这样的电力安全事故。德州电网独立于东、西电网之外▼那在现有技术条件下，如果我们既要清洁环保，又要安全稳定，怎么办？只能接受更高的发电成本。可是，对我国这样的发展中国家来说，工业化和现代化还要继续，对能源的需求只增不减，而且这种需求可能会超出我们的预期。像2009年，咱们国家有部门预测，到2020年，我国一次能源消费将达到44亿吨标准煤，但实际上2020年我国一次能源消费达到了50亿吨标准煤。所以，我们没法无视能源的成本。再加上，咱们国家在能源上非常依赖煤炭，这就让我们要为减碳承受更大的压力和成本。中国能源消费结构，资料来源：《能源发展“十三五”规划》▼为啥会这样？因为煤的碳排放量是所有化石能源里最高的。咱们国家单位能源的碳排放强度是世界平均水平的1.3倍，欧洲国家的2.1倍，就是因为我们在烧煤，人家在烧气。这意味着，减少同样多的碳排放，我们的压力和付出都会更大。别的不说，就说要花的钱吧。清华大学、中国绿金委等权威机构，分别对我国实现碳中和所需要的资金做过计算，结论基本一致：我们总共需要140万亿左右的投资，用于发展无碳技术、旧设备减碳升级，以及新技术的产能扩张。140万亿可不是小数，相当于我国金融业总资产的40%。因此，哪怕只是为了给碳中和提供足够的资金支持，我们也需要经济平稳发展。而经济要想平稳发展，低成本、安全稳定的能源就必不可少。换句话说，未来相当长的时间里，咱们国家还离不开化石能源。反过来再看发达国家，他们早就完成了工业化，目前碳排放已经逐年下降，也就是已经实现了“碳达峰”。比如，欧盟已于1979年碳达峰，英国于1991年碳达峰，美国于2005年碳达峰，日本于2013年碳达峰。再加上，他们主要是以新能源替代气，而不像我们是以新能源替代煤，减碳压力比我们小很多。美国能源消费结构，资料来源：国家能源局▼因而，我们更需要一套方案，兼顾减碳与能源稳定。CCS便提供了一种可能路径。CCS可以将二氧化碳从排放源或空气中捕集分离，然后输送到适宜的场地加以封存，如此就有望大幅降低化石能源带来的碳排放，从而做到两者兼顾。真有这么神奇吗？是怎么做到的呢？其实并没有那么复杂。不妨以我国运行最久的上海石洞口第二电厂碳捕集装置为例。上海石洞口第二电厂碳捕集装置▼这种装置，基于二氧化碳是一种酸性气体，利用碱性吸收剂与烟气中的二氧化碳发生化学反应，形成不稳定的盐。然后，让盐在加热或减压的条件下逆向分解，释放二氧化碳，从而将二氧化碳从烟气中分离。从理论上说，这种捕集技术适用于任何一种火力发电厂，且只需要在现有的火电设施上进行改装即可。因此，CCS还有望降低让现有火电厂等提前退役而带来的成本。要知道，我国是世界上最大的煤电、钢铁、水泥生产国，生产这些东西当然会产生很多碳排放，但这些生产设备的运行年限并不长。这些设备的使用寿命一般为40年以上，若不采取减排措施，只能提前让其退役，由此就要搁置一大笔资产。据估算，我国这些煤电基础设施的搁浅资产规模高达3.08~7.2万亿元，比2021年全国用在环保节能上的支出（2.5万亿）还要高。而运用CCS技术进行改造，就能让这些设施继续发挥作用。进一步说，如果在CCS基础上，把捕集的二氧化碳进行循环再利用，还能产生经济效益，这就是CCS的2.0版本——二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）。比如，建筑行业就可利用捕集到的二氧化碳，将其用在建筑材料上形成碳酸盐涂层，以及用作混凝土原料。这样，在降低碳排放的同时，还减少了混凝土所需的水泥量，实现环境保护与经济的双赢。这也是近几年来，我国在政策上对CCUS进行扶持的原因。有人可能会有疑惑了，既然碳捕集这么有前景，为何存在感这么低呢？这有两方面原因。一方面，目前CCUS主要用在石油化工等远离大众视野的领域。就拿我国来说，目前，我国的CCUS技术主要是将捕集到的二氧化碳，注入油层中与原油相溶，增加原油流动性，从而提高油田采收率，业界称为二氧化碳驱油。另一方面，也是更重要的方面，是CCUS技术看似百花齐放，但没有一种成熟到低成本、可大规模工业化的程度。一般来说，排放源的二氧化碳浓度越高，碳捕集的能耗和成本越低。但大部分火电厂产生的烟气的压力小体积大，二氧化碳浓度低，因而捕集成本相当高。从我国已投运的CCUS项目看，火电厂的二氧化碳捕集成本一般为300～900元/吨，而我国碳排放交易市场上，碳价为50～60元/吨。也就是说，对于火电厂这样的碳排放大户，一套CCUS流程下来，花在减碳上的钱远远高于碳的市场价，还不如去市场买碳排放配额划算。从更大的范围来看，目前全球仅5%的碳排放，用CCUS除碳是划算的。高昂的成本是阻止CCUS技术得到大规模推广的一大瓶颈。因此，哪怕碳捕集的产能近年来出现了跳跃式增长，但所有项目每年仅能储存2.44亿吨二氧化碳，不到去年新增到大气中的360亿吨二氧化碳的1%。而且，关于碳捕集与利用技术能否帮助减排，科学界也有很多质疑的声音。荷兰奈梅亨大学的一位教授和同事对40多个CCUS技术做了评估。结果发现，这些技术中的大多数的能耗非常大，以至于从全生命周期来看，把运行碳捕获设备所需的电力、运输二氧化碳产生的能耗等都考虑在内，排放的碳反而比它们捕获的多。不过，尽管当前的碳捕集不尽人意，但依然有人看好这项技术的前景。有人认为，现阶段的碳捕集行业就像十几年前的光伏行业，需要再多一点政策和资金支持，以及耐心。未来，随着技术创新和相关项目形成规模效应，就可以降低技术成本。碳捕集技术成本与能耗变化预期前景，资料来源：科学技术部社会发展科技司▼事实上，美国正在加...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340877.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1340877.htm

科学家发现从工业排放中捕集碳的更好方法

科学家发现从工业排放中捕集碳的更好方法俄勒冈州立大学的研究人员发现，一种被称为金属有机框架（MOF）的具有成本效益的纳米材料，即使在潮湿的条件下也能有效去除工业排放物中的二氧化碳。这种新型MOF由铝和一种普通配位体组成，有望解决碳捕集过程中的一些难题，包括高成本和在潮湿环境中的有效性降低。图片来源：KyriakosStylianou提供，OSU科学学院。二氧化碳是一种温室气体，由燃烧化石燃料产生，是气候变暖的主要原因之一。Stylianou指出，过滤空气中碳的设施开始在全球兴起--世界上最大的过滤设施将于2021年在冰岛投入使用--但它们还不足以对全球的排放问题产生重大影响。冰岛发电厂一年的二氧化碳排放量相当于大约800辆汽车的年排放量。不过，在工厂等进入大气层的地方减缓二氧化碳排放的技术相对来说已经发展得很成熟。其中一项技术涉及被称为金属有机框架（MOFs）的纳米材料，这种材料可以在烟气通过烟囱时通过吸附作用拦截二氧化碳分子。化学助理教授Stylianou说："二氧化碳的捕获对于实现净零排放目标至关重要。由于多孔性和结构的多样性，MOFs在碳捕集方面展现出了广阔的前景，但合成MOFs通常意味着要使用重金属盐和有毒溶剂等在经济和环境方面都很昂贵的试剂。"他说，此外，处理烟囱气体中的水份也使二氧化碳的去除变得非常复杂。许多已显示出碳捕集潜力的MOF在潮湿条件下失去了功效。烟道气可以进行干燥处理，但这会大大增加二氧化碳去除过程的成本，足以使其在工业应用中失去可行性。因此，我们试图利用MOF来解决目前用于碳捕集的材料的各种局限性：成本高、对二氧化碳的选择性差、在潮湿条件下稳定性低以及二氧化碳吸收能力低。MOFs是一种结晶多孔材料，由带正电荷的金属离子和被称为配体的有机"连接"分子组成。金属离子形成节点，与连接体的臂结合在一起，形成类似笼子的重复结构；该结构具有纳米级孔隙，可以吸附气体，类似于海绵。MOF可由多种成分设计而成，这些成分决定了MOF的特性。化学研究人员已经合成了近10万种MOF，并对另外50万种MOF的特性进行了预测。"在这项研究中，我们引入了一种由铝和一种容易获得的配体（苯-1,2,4,5-四羧酸）组成的MOF，"Stylianou说。"MOF在水中合成，只需几个小时。MOF具有与二氧化碳分子大小相当的孔隙，这意味着有一个密闭的空间可以囚禁二氧化碳。MOF在潮湿的条件下也能很好地工作，而且更喜欢二氧化碳而不是氮气，这一点非常重要，因为氮氧化物是烟道气的一种成分。如果没有这种选择性，MOF就有可能与错误的分子结合。"这种MOF是湿法燃烧后碳捕集应用的理想候选材料，它成本低廉，分离性能优异，可以再生和重复使用至少三次，且吸收能力相当。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377049.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377049.htm