哈佛大学:将二氧化碳转变成为汽油

2021-07-29 20:53 绿创碳和
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导读

哈佛大学应用物理教授大卫·基思(David Keith)发明了一种设备可以吸收空气中二氧化碳,并通过特殊方式使其变成“燃料”。


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二氧化碳变汽油

这不是天方夜谭


该设备主要通过3个步骤以达到过滤空气、分离及封存二氧化碳的目的。首先,利用风扇将空气吸入31英尺高的内为波纹塑料材质的接触室中;接着注入氢氧化钠溶液,使其与空气中的二氧化碳充分反应,形成碳酸盐固体;然后将这些固体置入900℃高温,使其分解为纯二氧化碳气流;最后将纯二氧化碳进行封存。



大卫·基思说:“我们所做的是建立一个直接空中捕获’过程,尽可能地建立在世界上普遍存在的现有进程和技术基础之上,这就是为什么我们认为有扩大规模的合理可能性。”


最新公布的这项技术已在加拿大不列颠哥伦比亚省斯夸米什地区一家小型试验工厂进行了测试。目前该公司正在积极寻求资金,计划建造一个工业制造规模的大型工厂。



虽然这项技术化学过程比较复杂,但并不依赖于未来“空想科技”。事实上,基思和同事已将一个冷却塔用于一家造纸厂空气净化处理。


**步,户外空气被吸入工厂的“接触器(contactors)”,并暴露在碱性液体中。这些接触器类似于工业冷却塔——它们拥有较大的风扇,吸入来自户外的空气,而且它的内衬是波纹状塑料结构,允许尽可能多的空气与液体发生接触。在冷却塔里,空气用于冷却碱性液体;但在这个冷却塔设计中,空气会接触强碱物质,二氧化碳是弱酸物质,因此它们倾向于和强碱物质中和。


第二步,包含二氧化碳的液体被带入工厂,它们将在这里经历一系列化学反应,从强碱液体中分离酸性物质。碱性液体被冷却成固体颗粒,然后缓慢加热,将它们转化为浆状物质。同样,这些技术也被其它化学工业领域所借鉴,基思介绍称,从碳酸盐溶液中提取二氧化碳是世界上几乎所有造纸厂所采用的方法。


第三步,二氧化碳与氢结合在一起,转化成为液体燃料,例如:汽油、柴油和喷气燃料。在某种程度上,这是最传统的操作进程——石油公司每天使用一种叫做“费歇尔-特罗普希合成法”的化学反应过程,将碳氢化合物气体转变成为液体燃料。但这是碳工程公司经营的关键环节,这一阶段可以制造碳中性碳氢化合物。


这意味着什么呢?举个例子:如果你在自己的汽车里燃烧碳工程公司的气体,汽车排气管将释放二氧化碳污染物,释放到地球大气层。但是由于这些二氧化碳气体最初来自于空气,这种排放方式不会向大气层中引入任何新的二氧化碳,也不需要开采新的石油能源驱动你的汽车。


02

空气捕捉技术革新

让CO2价格降下来


大卫·基思(David Keith)创新办了碳工程公司,在比尔·盖茨和其他投资者的帮助下,碳工程公司能够在2015年斥资900万美元创建直接空气捕捉(DAC)工厂。该设施位于不列颠哥伦比亚省的斯阔米什,它使用大量的风扇将空气过滤,通过过滤器覆盖的液体来捕捉二氧化碳。然后捕获的气体被转化成碳酸钙的小颗粒。



碳工程公司利用这些颗粒生产合成汽油、柴油,甚至是喷气燃料这种“空气-燃料”(或A2F”)过程的优势是相当大的。自然产生的化石燃料是出了名的有限,而这些人造液体是可再生的。因为它们是用回收的二氧化碳生产的,所以它们不会对人类的碳足迹造成影响。另外,我们现有的车辆不需要任何方式的改装就可以开始使用合成燃料。


在瑞士,另一家名为“Climeworks”(气候工程)的公司经营着另一家碳捕获工厂,该公司目前正在销售回收的二氧化碳。



但是,如果这项技术能够显著减少我们的碳排放问题,我们将需要大量的新工厂。因此,整个“空气-燃料”(或“A2F”)程序的成本效益值得讨论。


去年,麻省理工学院的工程师霍华德·赫佐格(Howard Herzog)估计,一个空气捕捉设备产生一公吨(0.9吨)可用二氧化碳需要花费1000美元


基思教授的新论文则有所不同。根据他的计算,每吨成本在94美元至242美元之间更为合理。基思教授在一份新闻声明中说:“我们可以肯定地说,虽然空气捕捉技术不是什么神奇的廉价解决方案,但它是一种可行的、可建造的技术,可以在不久的将来生产碳中性燃料,并在长期内消除碳。



绿创碳和协助地方政府与园区,围绕如下几个方面开展工作:


一、系统性宣贯应对气候变化领域政策


二、积极落实能耗双控制度,提出控煤工作路径及方法,协助完成压煤目标,合理降低能耗总量和强度,减少碳排放;


三、协助制定“碳达峰及碳中和”实施路径及行动方案,提升碳减排和碳资产管理能力;


四、组织开展城市、工业园区、机构、企业、产品、等“碳中和”咨询、核查、认定服务


五、在碳交易过程中,为买卖双方提供咨询服务,确保交易过程中的有效合规;


六、推进低碳领域的标准化建设,制定、发布相关标准;


七、碳减排人才培训服务



发起双碳委员会,并倡议内容包括:


一、树立“零碳”导向的新型生活理念。强化绿色低碳与节能环保意识,形成争做“零碳先锋”的良好社会氛围,以进一步推动降低能耗、提高能源使用效率和优先使用清洁能源。


二、研究“零碳”导向的产业新业态。发起“零碳园区”相关课题研究,开展经验借鉴、学术交流和示范应用,以促进形成符合我国国情的以“零碳”为导向的产业发展模式。


三、鼓励“零碳”导向的技术创新。积极推动绿色、低碳、环保、新能源等技术创新,为新技术发展提供资源支持,为新技术的推广应用开拓空间,以促进新技术进步与成本下降。


四、推动“零碳”导向的项目落地。前瞻2030年和2060年的国际碳减排大趋势,以“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”为主要内容,在全国推动落地30个零碳科技园,打造100个零碳工业园、1000家零碳工厂、1000座零碳校园、1000家零碳医院及1000个零碳社区,助力加快推进绿色“新基建”进度。


五、促进“零碳”导向的绿色投融资。以“零碳中国,绿色投资”为主题,发起“零碳”绿色产业基金。鼓励社会民间资本积极参与“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”等“零碳”示范项目的投资,并带动更多来源绿色的国内外资金投入。


六、开展“零碳”导向的国际合作。计划每年举办“零碳创新”系列活动,着力打造“科技创新与绿色投资大会”、“新基建 绿色投资大会”、“国际清洁能源投融资大会”等品牌国际会议,为国内外企业和机构搭建权威国际合作平台,积极引入国际先进理念、技术和资金渠道,加强相关产业与国外的技术交流与项目合作,全方位助力我国向“零碳”经济转型发展,为2060年全球实现净零碳排放目标做出积极贡献。



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