玉米是美国中西部的王者,该领域很少有公司能比得上阿彻丹尼尔斯米德兰公司。这家农业综合企业巨头在伊利诺伊州迪凯特市运营着一家玉米加工厂,将成吨的金黄色玉米粒转化为数千升酒精、食品化学品,甚至糖浆。所有这些工业发酵都会产生数百万吨二氧化碳——每升乙醇产生近 800 克二氧化碳2——二氧化碳是导致全球变暖的主要温室气体,也是使这些玉米粒成为可能的 Photosynthesis 的关键成分。
这就是为什么 ADM 与美国能源部合作,将部分二氧化碳2埋藏在工厂地下 7,000 英尺多孔岩石中的盐水含水层中。如果啤酒厂的所有二氧化碳2都能以这种方式储存,那么乙醇就可以成为一种可燃烧的生物燃料,它实际上减少了空气中的二氧化碳2量,而且似乎是使全球变暖保持在 2 摄氏度以下的最后希望之一。
“世界依赖于从大气中去除大量二氧化碳2,以便在 2100 年将浓度降至远低于 450 ppm,”经济学家奥特马尔·埃登霍费尔在阐述联合国政府间气候变化专门委员会关于 2014 年如何应对气候变化的观点时说。“农业提供从大气中去除二氧化碳2的选项这一事实意味着该部门具有独特的作用。”
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这是生物学和技术的结合,IPCC 和 DOE 等许多知名组织依靠这种结合来提供文明将开始应对气候变化的任何希望。《联合国环境规划署》的“排放差距”报告现在也侧重于未来将污染物从大气中抽出,以期保持低于 2 摄氏度的升温是可能的。这是因为二氧化碳2的浓度已达到大气层的 0.04%。除非二氧化碳2分子被抽出空气,否则它们将捕获热量达数百年甚至更长时间。幸运的是,浮游生物和植物已经这样做了数百万年。
碳去除中心执行主任诺亚·戴希说:“生物质通过光合作用从空气中吸收二氧化碳2,捕获部分阻止了二氧化碳2逃逸回大气中。”
这种生物技术有自己的首字母缩略词:BECCS,即生物能源碳捕获与封存。它是可用于净化燃煤发电厂的技术与以绿色植物为燃料(在吸入二氧化碳2后)的结合。IPCC 依赖于这项未经证实的技术,以便在未来一个世纪的许多未来情景中,去除约 1600 亿吨碳。然而,这项关键技术却被限制在巴黎最新一轮气候谈判中迷宫般的胶合板小房间里,少数新老爱好者彼此谈论着未选择的道路和谦逊,而当今世界植物燃料发电且具有二氧化碳2捕获和封存功能的发电量为零兆瓦。
碳捕获与封存本身是应对化石燃料温室气体污染的主要希望——除了时间机器。 仅中国可能很快每年燃烧 40 亿吨煤炭,其中没有碳捕获与封存,这使得将气候变化保持在额外全球变暖 1 摄氏度以下的目标变得困难。国际能源署估计,如果没有碳捕获与封存,到 2050 年减少全球污染将多花费 2 万亿美元,但除了南方公司、美国纳税人和密西西比电力公司的客户外,很少有人为此付费。密西西比电力公司的发言人李·扬布拉德说:“这是一个为未来设计的场所,该公司正在建设美国第一座配备碳捕获与封存的燃煤发电厂。“我们计划未来 40 年。”
但正是这种与煤炭的联系,甚至拯救这个最大的气候恶棍,可能会阻碍该技术的发展。将捕获的二氧化碳2深埋地下——一个人们知之甚少的领域,水力压裂可能已经毒害了公众的善意——尚未在石油行业之外得到解决。在德国和荷兰等国家,储存问题已经出现,但由于安全问题而被阻止,而且配备碳捕获与封存的发电厂的成本也无济于事。欧盟碳捕获与封存咨询委员会主席、物理学家格雷姆·斯威尼反思英国最近决定取消对部分与生物燃料配对的碳捕获与封存在约克郡白玫瑰项目的财政支持时说:“这笔钱数目巨大,这是一项长期承诺,所有这些都吓坏了‘马’。”
事实上,除了迪凯特,植物与碳捕获与封存的结合情况并不好。欧洲增加了木材燃烧量以发电,但产生的二氧化碳2没有被捕获或掩埋。同样,美国中西部数百家乙醇酿酒厂通常会储存二氧化碳2而不是仅仅将其排放出去,但随后将其出售以供再利用,从而消除了任何气候效益。而且没有人知道所有植物将从哪里来做 BECCS。戴希说:“我们需要大量的生物质来实现这一点,我们不能砍伐热带雨林。”
如果砍伐一棵树并在发电厂中燃烧,究竟能节省多少碳(如果有的话)也存在疑问。这是因为二氧化碳2的增加不仅来自燃烧树木,还来自砍伐树木并将其运输到发电厂的过程,以及现在缺少树木的森林。要实现二氧化碳2负排放,就需要补种多棵额外的树木,以弥补砍伐一棵树造成的排放,这个过程可能需要数年或更长时间才能实现任何二氧化碳2吸收。更糟糕的是,如果一片古老的森林被砍伐且没有重新种植,而是被棉花等农作物取代,那么燃烧树木造成的二氧化碳2污染最终可能是燃烧煤炭和释放化石碳的两倍。对于像玉米乙醇这样的生物燃料来说,这个问题可能会变得更大,因为玉米乙醇在每个步骤都会排放温室气体,从施肥后玉米田中散发出的一氧化二氮到玉米粒发酵成乙醇产生的二氧化碳2。“到 2050 年实现净负排放的想法目前是不可信的,”可持续发展解决方案网络执行主任吉多·施密特-特劳布说,该网络正在制定消除国家经济中二氧化碳2的计划。
找到足够的可用土地来种植所需的生物质也是一个问题。世界上大部分耕地已经用于生产食品、饲料或纤维,更不用说燃料了。一种潜在的替代方案是种植海藻,但在很大程度上仍未经过测试。牛津大学物理学家迈尔斯·艾伦说:“责任在于行业来做到这一点。这不是公共物品,这是一个废物处理问题。公司应该有隐含的义务来回收他们交付的任何产品中的二氧化碳2。”
相反,美国在中西部用玉米酿造乙醇,加剧了气候变化污染,同时在东南部砍伐森林并将由此产生的木屑颗粒运往海外。即使是伊利诺伊州迪凯特市的 ADM 工厂也只捕获了其发酵产生的二氧化碳2的一部分,迄今为止注入地下约 100 万吨,未来几年可能还会再注入 500 万吨。其余的最终进入空气中,加剧全球变暖。斯威尼指出:“我认为毫无疑问我们会超标。“我们将不得不从大气中去除二氧化碳2。我们将不得不让这件事奏效。”