环境及气候
我们能通过工程手段解决气候危机吗
面对日益严峻的气候危机，工程师和科学家们正在探索通过直接空气捕获等技术，从大气中移除二氧化碳，以期减缓全球变暖的趋势。
在冰岛风扫过的高原上，一支国际工程师和高管团队正在为一台旨在改变地球大气成分的创新机器供电启动。
如果一切按计划进行，这个巨大的真空吸尘器不久将开始吸收大量空气，从中剥离二氧化碳，然后将这些温室气体锁定在古老的地下岩石中——否则这些气体将继续加热地球。
就在几年前，这些试图重新设计自然环境的技术还处于科学边缘。它们太贵、太不切实际、太科幻。但是随着气候变化的危险加剧，世界未能实现大幅减少温室气体排放的目标，这些技术迅速成为科学家和投资者的主流选择，尽管人们对其有效性和安全性仍有疑虑。
研究人员正在研究如何阻挡部分太阳辐射。他们正在测试向海洋中添加铁是否能将二氧化碳带到海底。他们正在策划在太空中建造巨大的遮阳伞。并且在冰岛等大型设施中，他们试图降低空气中的二氧化碳浓度。
随着气候危机的规模和紧迫性变得清晰，“人们已经觉醒，正在寻找是否有任何奇迹般的解决方案”，前副总统阿尔·戈尔说。
自工业时代黎明以来，人类为了工业和进步，向大气中排放了大量温室气体。这相当于重塑了地球微妙平衡的大气，今天已经改变了世界，加剧了热量、恶化了干旱和风暴，并威胁到人类的进步。
随着风险变得更加清晰，政治和企业领导人承诺将全球平均气温保持在比工业革命前高出不超过1.5摄氏度。但在去年的几个月里，世界短暂地超过了这个象征性门槛，比许多科学家预期的要早。
预计到本世纪末，全球气温将上升多达4摄氏度，或超过7华氏度。这使得一些人称之为地球工程学的技术变得更加重要，尽管这个术语变得如此有争议，以至于其支持者现在更喜欢使用“气候干预”这个词。希望采取这样的措施，或许能在能源消费上升、世界摆脱化石燃料的速度不够快的时刻，争取到一些时间。
许多项目都存在争议。德克萨斯州正在建设的一个与冰岛类似的工厂，但规模更大的，是由大型石油公司Occidental Petroleum建设的。Occidental计划使用其捕获的一些二氧化碳来提取更多的石油，而燃烧石油正是导致气候危机的主要原因之一。
一些批评者表示，其他类型的干预可能会通过混乱天气模式或通过意外后果加剧人类苦难，打开潘多拉盒子的新问题。实际上他们在问：人类应该以这种方式对环境进行实验吗？我们是否足够了解以理解风险？
“我们需要更多的信息，这样我们才能在未来做出这些决策，”罗格斯大学大气科学教授Alan Robock说。“哪种风险更大：去做，还是不做？”
其他人认为，奇特或昂贵的技术将简单地浪费资源和时间，或者让人们产生虚假的想法，认为可以在不逐步淘汰化石燃料的情况下减缓全球变暖。
还有流氓行为者自行努力改变气候的风险。已经有一家来自加利福尼亚的初创公司未经许可就向大气中释放了二氧化硫，墨西哥已经禁止了所谓的太阳辐射调节。
此外，由于这些技术如此新颖，几乎没有什么规定来管理它们。
“围绕谁决定如何随着时间的推移协调所有这些，有这些更大的问题，”科罗拉多学院环境哲学教授Marion Hourdequin说。“我们在持续的全球合作方面并没有很好的记录。”
随着来自峡湾的零下寒风席卷而来，Edda Aradottir穿过新雪，检查了冰岛的直接空气捕获工厂。
Aradottir女士是冰岛公司Carbfix的首席执行官，该公司正在与建造该工厂的瑞士初创公司Climeworks合作。这个名为Mammoth的项目是一项技术成就，由清洁的地热能驱动，每年能够捕获高达36,000公吨的二氧化碳，并将其泵入基岩中。
这还不到全球年排放量的百万分之一。但与可能被砍伐或着火的树木不同，Climeworks承诺将永久储存那些二氧化碳。
在一系列类似地堡的建筑内，数十个巨大的风扇将空气吸入含有化学颗粒的箱子中，这些颗粒吸收二氧化碳，然后在加热时释放气体。二氧化碳随后与水混合并泵入地下一英里多的地方，在那里，极端压力在几年内将其转化为固体，这个过程被称为“矿化”。实际上，气体变成了岩石的一部分。
“Aradottir女士说：“地球上超过99%的碳已经以矿物的形式储存在岩石中。“自然情况下，这是在地质时间尺度上发生的。我们正在加速这一过程。”
当Mammoth在未来几周内启动时，它将成为世界上最大的此类设施，尽管它能够吸收的碳量仍然只是沧海一粟。去年全球二氧化碳排放量创下了360亿公吨的历史新高。
在德克萨斯州敖德萨附近建设的Occidental工厂，被称为Stratos，将比Mammoth强大十倍以上，由太阳能驱动，并有可能每年捕获和封存500,000公吨的二氧化碳。
它使用不同的工艺从空气中提取二氧化碳，尽管目标相同：大部分二氧化碳将被深埋地下。但Occidental表示，至少部分二氧化碳也将用于提取更多石油。
在这个过程中，二氧化碳被泵入地下以迫使出可能难以到达的石油。这样的技术使Occidental成为了一家价值超过500亿美元的公司，并帮助美国原油产量在近年来达到了新高。
当然，正是世界对石油和其他化石燃料的依赖，才使得二氧化碳水平危险地飙升。在大气中，二氧化碳充当毯子，捕捉太阳的热量并使地球变暖。
今天，Occidental表示，它正试图成为一个“碳管理”公司，而不仅仅是石油生产商。去年，它以11亿美元收购了一家名为Carbon Engineering的初创公司，该公司开发了一种从空气中吸收二氧化碳的方法，并开始建设Stratos项目。今天，不到12个月前还是一片荒芜的土地，现在是一个繁忙的建筑工地。
“这就像NASA的阿波罗任务，”Occidental负责碳管理和国内石油运营的Richard Jackson说。“我们正在尽可能快地行动。”
在未来几年中，Occidental表示计划建造100个设施，每个设施每年能够捕获100万公吨的二氧化碳。它与世界上最大的资产管理公司BlackRock建立了财务合作伙伴关系，并与阿联酋国家石油公司Adnoc达成了开发直接空气捕获工厂的协议。
在德克萨斯州南部，它计划在King Ranch建造30个工厂，部分资金来自拜登政府去年向直接空气捕获项目授予的12亿美元。
Climeworks也有雄心勃勃的扩张计划。它获得了白宫资金的一部分，用于在路易斯安那州建设一个直接空气捕获工厂，正在与一群肯尼亚企业家合作，在内罗毕外建造一个大型设施，并计划在加拿大和欧洲其他国家建造工厂。
推动建设热潮的是许多公司希望减少它们对全球变暖的影响。在过去十年中，数百家跨国公司承诺到2040年实现碳中和。而不是逐步淘汰化石燃料来实现这些目标，大多数公司发现它们不得不支付碳信用额，这可以通过保护森林、支持可再生能源项目或支付碳封存来获得。
微软、摩根大通和瑞银等大公司已经签署了长期协议，从Climeworks购买信用额。亚马逊、AT&T和休斯顿太空人队等已与Occidental签约。
微软联合创始人比尔·盖茨去年表示，他是Climeworks最大的个人客户，每年向该公司支付1000万美元，以抵消他庞大的碳足迹。
然而，直接空气捕获公司设想的宏伟计划，即在未来几年建设数百个工厂，是基于一个尚未存在的市场。迄今为止，只有少数大公司愿意自愿花费数百万美元购买直接空气捕获信用额，而且无法保证其余企业世界将很快跟进。
即使更多公司决定开始抵消排放，也有更便宜的方法，包括保护森林和支付可再生能源。例如，目前通过直接空气捕获捕获一公吨二氧化碳的成本在500至1000美元之间，而今天大多数碳信用额的成本仅为每吨10至30美元。
“这非常昂贵，”Robock先生说。“因此它不会在短期内或长期内成为解决方案。”
尽管如此，商界仍然看好。波士顿咨询集团预计，将有更多公司开始购买用于支付二氧化碳去除的信用额，更多政府将鼓励购买。在美国和欧洲，政府已经开始补贴这些工厂的建设。到2040年，BCG预计，二氧化碳去除技术的市场可能从今天的不到100亿美元增长到多达1350亿美元。
“公司将面临碳价格上涨和监管压力，这将迫使他们感到有必要这样做，”BCG全球主席Rich Lesser说。
尽管直接空气捕获市场仍处于起步阶段，但它在学术界、激进派圈子及其他地方已经有了激烈的反对者。
一些人表示，这不过是石油和天然气公司为了延长那些造成全球变暖的行业而耍的花招。他们指出，化石燃料利益多年来努力降低公众对气候变化的认识，并且一些捕获的碳将用于额外的石油生产。
当Occidental首席执行官Vicki Hollub去年表示，直接空气捕获可以“保护我们的行业”时，这些担忧被放大了。她补充说：“这给了我们的行业一个继续运营60、70、80年的许可，我认为这将非常需要。”
科学家们表示，为了避免极端的全球温度上升，迫切需要从化石燃料中转型。去年，近200个国家同意开始逐步淘汰石油、煤炭和天然气。
“这是新一轮的否认、欺骗和拖延，”国际环境法中心化石经济项目主任Lili Fuhr说。“你有化石燃料行业试图说我们可以在不做任何重大改变的情况下解决这个问题。”
与此相关的推理是，为直接空气捕获工厂提供动力所需的大量清洁能源，最好用于为家庭和企业供电，从而取代仍然为世界大部分电力提供支持的天然气和煤炭等化石燃料。
Fuhr女士补充说，尽管政府支持越来越多，包括美国每捕获和储存一公吨二氧化碳就有180美元的税收抵免，这项补贴可能会在未来几年显著降低Occidental的税单，但成本仍然很高。“这个行业在捕获补贴方面很成功，只是没有捕获碳，”她说。
即使Occidental和Climeworks兑现了未来几年建造数百个新工厂的雄心壮志，它们仍然无法捕获当前年度全球排放量的1%。
斯坦福大学土木与环境工程教授Mark Z. Jacobson表示，总的来说，气候干预，尤其是碳捕获，是从迅速减少化石燃料使用的更紧迫工作中分散注意力的危险事物。
“有许多解决方案根本没有帮助，对气候和空气污染没有任何帮助，”他说。“其中包括直接空气捕获。”
技术的支持者表示，随着化石燃料排放量持续上升，世界即将面临一个时刻，即应将所有减缓全球变暖的解决方案摆在桌面上。
他们说，至少直接空气捕获可以发挥作用，因为即使大部分排放成功消除，未来可能仍会生产至少一些温室气体。从空气中吸出那些二氧化碳将是有价值的，这是他们的论点。
但长期来看，许多科学家认为，将有必要更进一步，实际上尝试去除数个世纪以来危险积累的一些过量二氧化碳。直接空气捕获的支持者表示，他们的技术适合这样的艰巨任务。
“没有人争论你可以用这个解决我们所有的碳排放问题，”Lesser先生说。“但它可能是解决一个巨大问题的重要组成部分。”
去年创纪录的高温、温暖的海洋和超级大火都是一个极度不适的现实的证据：我们已经在过去几百年里操纵了这个星球。在红杉树达到其全高所需的时间不到的情况下，人类已经向大气中增加了足够的二氧化碳，打乱了天气模式，融化了冰川，摧毁了珊瑚礁。
从这个角度来看，今天试图减缓甚至扭转变暖的努力可以被视为努力撤销已经发生的改变。人类是否能够成功实现这一最具雄心壮志的壮举还不清楚。这是我们物种面临的最有后果的问题之一。
然而，随着人们开始以新的方式故意干预气候，一些深刻的问题才刚刚开始被思考。如果当前的极端天气和温度上升是无意中发生的，是人类发展的无意后果，那么当我们开始积极尝试控制地球大气时，会发生什么呢？
“的确，我们已经通过温室气体排放改变了气候几个世纪了，”科罗拉多学院的Hourdequin女士说。“但试图通过地球工程有意管理气候将是一个独特的尝试，与我们迄今为止所从事的那种偶然干扰相当不同。”
本文译自 The New York Times，由 BALI 编辑发布。