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一个坐落在温哥华北部的试验工厂正在测试一种从大气中捕获二氧化碳的方法,希望以此证明这种方法能产生经济效益。
如果还指望在本世纪末全球温升能不超过2摄氏度,那么必须在2040年前将碳排放降到接近0。但我们好像有了其他的方法来达到这个目标。从去年秋天开始,一个坐落在卑诗省斯阔米什的试验工厂正在测试一个备用方案:直接从空气中吸收二氧化碳。
碳工程公司CEO阿德里安.科利斯(AdrianCorless)
要从周围环境中吸收二氧化碳听起来挺玄的,尽管它给我们带来的麻烦不小,但是温室气体只占空气的比重却只有百分之0.04。斯阔米什的工厂每天能从空气中吸收1吨的二氧化碳,而要显著降低大气中二氧化碳的含量,我们需要建造上千座更大规模的这种工厂。每个工厂每年需要从空气中吸收几百万吨的碳。
总部设在卡尔加里的碳工程公司的创始人大卫.基斯(David Keith)想出了这个点子,他同时也是哈佛大学的物理学家。在一些科学家看来要直接从空气中吸收二氧化碳,每吨需要400至1000美元。而在基斯的计划里每吨的花费将被控制在100美元左右。
工厂通过一种气液接触器来吸收二氧化碳。它本质上是另一种用途的冷却塔。接触器中的碱性溶液与空气中酸性的二氧化碳反应产生碳酸钾,以次捕获二氧化碳。
80立方米的接触器通过内部的塑料蜂巢结构提供了16,800平方米的接触表面。这种结构可以吸收空气中百分之75到80的二氧化碳。
二氧化碳捕获液经过碳富集后循环到13米高的反应器中
进入反应器之前,在液体中加入氢氧化钙,从而产生了两种产物:一种是吸收了空气中碳成分的固体碳酸钙;另一种是氢氧化钾,它将被送回接触器用于捕获更多的二氧化碳。
液体通过反应器向上流动,逐渐增多的碳酸钙颗粒逐级分散,最小的颗粒位于顶端。这些颗粒通过采样口被提取出来进行分析,用于进一步优化流程。
最重的颗粒位于反应器的底部。它们被定时取出,经过冲洗去掉其中的微晶体和捕获液,然后进行干燥,最后得到类似于粗麦粉的固体碳酸钙。
“我们尝试采用新的化学原料在现有的设备中进行反应。“碳工程公司的CEO阿德里安.科利斯(Adrian Corless)说。公司采用全新设计的冷却塔,让其中的碱性溶液与酸性的二氧化碳起反应。溶于液体中的碳分子被转换成固体的颗粒,它们被用于在水处理厂中吸收矿物质。同时通过在改良过的水泥窑中加热,可以将这些碳酸盐固体转化为可以售卖的纯二氧化碳气体。
5月份,公司获得了800万加拿大元(约合620万美元)的融资。投资人包括比尔.盖茨在内。基斯希望以此来赢得那些仍持怀疑态度的人。“在能源专家的圈子里,大多数人都认为从空气中捕获二氧化碳不靠谱。”他说,“除非能看到它实际工作,否则没人愿意为这样的一项技术投资。”
控制碳酸钙的结晶是至关重要的。微晶体最终形成颗粒,它保证生产过程的可持续性。但是太多的微晶体,就会产生碱渣,给生产带来困难。
干燥后的颗粒被放入煅烧炉,旋转中的氧化钙在纯氧中被900摄氏度的火焰煅烧。这些碳酸钙会自然分解,产生氧化钙并释放出二氧化碳。
氧化钙和水混合重新生成氢氧化钙。它被用于产生碳酸钙颗粒的反应器中。
下一步,斯阔米什的工厂计划将吸收的二氧化碳(目前会排放回空气中)转化为低碳的运输燃料。通过二氧化碳与氢反应,碳工程公司计划合成一种新型燃料。它的碳含量只有传统汽油的三分之一。科利斯估计这种燃料的价格为每加仑4至6美元。他希望像加州和欧盟这样的地方能成为这种新燃料的市场。因为这些地方强制燃料提供商每年降低燃料的碳含量。科利斯说,最终这种新型燃料将在很大程度上面帮助我们摆脱对矿物燃料的依赖。
翻译:wingstc
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