Vi har tekniken för att suga CO2 från luften - men kan det suga nog för att göra skillnad?

Koldioxidupptagningsteknik - som hjälper till att bekämpa klimatförändringar genom att ta bort utsläpp som redan finns i luften - kan vara en viktig del av klimatlösningen, om den växer tillräckligt snabbt och inte bara blir en ursäkt för att släppa ut mer.

Vi har tekniken för att suga CO2 från luften - men kan det suga nog för att göra skillnad?

På ett fält i utkanten av Huntsville, Alabama, drar jättefläktar uppe på en fraktbehållare uteluften in i kammare som suger upp koldioxid. Under ett år kan utrustningen fånga upp 4 000 ton CO2, ungefär lika mycket som föroreningen från 870 bilar. Körs av en uppstart som heter Global termostat , anläggningen är för närvarande den största kommersiella direkta luftuppsamlingsanläggningen i världen-tidigt bevis på en teknik som kan hjälpa till att undvika de värsta effekterna av klimatförändringar om den fångade gasen används för att tillverka koldioxidneutrala produkter eller förvaras permanent under jorden. För att lyckas måste en liten ny industri radikalt växa.



Global Thermostats kommersiella anläggning i Huntsville, Alabama. [Foto: Global termostat]

Den banbrytande tekniken kan vara en avgörande del av den större lösningen för klimatkrisen, och det är vid en punkt där den potentiellt kan locka investeringarna för att göra det möjligt. Vissa klimatforskare har kritiserat tekniken och hävdat att den är obevisad i stor skala och att den till och med kan utgöra en moralisk fara om förorenande företag och länder litar på det som en ursäkt för att undvika att minska utsläppen direkt. En författare från ideella Post Carbon Institute kallade det en magisk show som distraherar oss från att göra mer radikala förändringar som att begränsa tillväxten. Men FN: s klimatorgan, Intergovernmental Panel on Climate Change, föreslår att det är nödvändigt att använda någon typ av tekniska medel för negativa utsläpp. Även om vi gör allt annat för att minska och fånga upp utsläpp, räknas inte matematiken utan det.





Global Thermostats kommersiella anläggning i Huntsville, Alabama. [Foto: Global termostat]

Det brådskande har aldrig varit tydligare. I april nådde koncentrationen av koldioxid i atmosfären 415 delar per miljon för första gången. Det är den högsta nivån i mänsklighetens historia; för tre miljoner år sedan, när tröskeln senast har stigit till 400 delar per miljon, var havsnivån 80 plus fot högre. Även om människor omedelbart slutade förorena luften genom kraftverk och bilar och jordbruk och alla andra källor till utsläpp av växthusgaser, skulle vi fortfarande ha ett problem. Efter stabilitet i årtusenden har den genomsnittliga globala temperaturen redan stigit 1 grad Celsius. Vi ser redan katastrofala orkaner, torka och översvämningar.

saker att säga för att steka någon

Om man tittar på mängden CO2 utöver den säkra nivån, ur ett klimatförändringsperspektiv, ligger 95% av det redan i luften, säger Steve Oldham, VD för Kolteknik , en uppstart med stöd av Bill Gates som är ett av en handfull företag som arbetar med direkt luftfångst. Varje år avger vi cirka 5% mer. Naturligtvis måste vi stoppa dessa utsläpp. Men hur är det med [CO2] över den säkra nivån som redan finns i atmosfären? Det är därför vi måste ta bort CO2.



[Foto: Carbon Engineering]

För att hålla den genomsnittliga globala temperaturen från att värma upp mer än 1,5 grader - något som kan rädda miljontals liv och undvika biljoner i ekonomiska kostnader jämfört med en halv grad mer - måste vi nå netto nollutsläpp (eller koldioxidneutralitet, vilket betyder att för varje ton CO2 som människor släpper ut, det matchas av ett ton som har tagits ur atmosfären) någon gång mellan 2045 och 2055. A ny rapport från Rhodium Group, en oberoende forskargrupp, beräknade att för att nå nollutsläpp 2045 måste vi suga mellan 560 och 1 850 miljoner ton koldioxid från luften med direkt luftuppsamlingsteknik varje år, eftersom ett jävla halsband övergången till ren energi och ökande naturliga lösningar som att plantera träd är inte tillräckligt i sig.

Vi fann att du behöver allt, säger John Larsen, en chef på Rhodium Group som leder företagets forskning om energisystem i USA. Du måste göra så mycket du kan på utsläppsminskningssidan och du måste fortsätta ta bort koldioxid på alla fronter. Det innebär omplantering av skogar, förvaltning av gårdar på ett sätt där jorden kan absorbera så mycket kol som möjligt och tekniska tillvägagångssätt som att injicera CO2 under jorden där det kan förvandlas till sten. Direkt luftuppsamling, som drar CO2 från atmosfären snarare än att bara fånga föroreningar vid en källa som ett kraftverk, och kan kombineras med underjordisk lagring, är en annan metod för så kallade negativa utsläpp. Det är inte en ersättning för träd, men det har vissa fördelar, inklusive det faktum att det använder lite mark och undviker risken för skogsbränder. En enda kolteknisk anläggning kan ta bort så mycket CO2 som 40 miljoner träd under samma tidsperiod.

varför är google chrome långsam



Basaltkärna som innehåller karbonater vid Climeworks Island -anläggning. [Foto: Sandra O Snaebjornsdottir/artighet Climeworks]

Grundprocessen är inte ny. På ubåtar använder skrubber kemikalier för att fånga upp CO2 för att göra luften säker att andas. Rymdfärjor gör samma sak. På 1990 -talet började en fysiker vid namn Klaus Lackner fundera på hur tanken skulle kunna tillämpas på problemet med överskott av koldioxid i atmosfären. De få start -ups som nu tar direkt luftuppsamling till marknaden som bygger på hans idéer. Den nyaste, Irlandsbaserade Silicon Kingdom Holdings, samarbetar med Arizona State University, där Lackner är professor, för att distribuera den senaste iterationen av sin egen teknik.

Climeworks anläggning i Zürich. [Foto: Julia Dunlop/artighet Climeworks]

Varje företag har ett lite annorlunda tillvägagångssätt. Climeworks, som öppnade den första lilla kommersiella anläggningen för att suga ut CO2 från luften 2016, använder modulära fraktbehållare med fläktar som drar luft in i svampliknande filter som fångar upp CO2 genom en kemisk reaktion och kan sedan värmas upp till släpp ut en ren ström av gasen i rör eller tankar. Varje samlare fångar upp 50 ton CO2; sex samlare får plats i en fraktbehållare, och behållarna kan läggas ihop för att skapa en större anläggning. Global Thermostat, som öppnade sin fabrik i Alabama 2018, utformade en variant av processen som gör det möjligt att släppa ut CO2 med mycket mindre värme, vilket sparar energi. Den viktigaste fördelen är att vår teknik är radikalt billigare, säger Graciela Chichilnisky, företagets VD och grundare. Det är mycket viktigt, eftersom det gör tekniken kommersiell.

Klimatteknikens pilotanläggning för direktuppsamling av luft i Squamish, B.C. [Foto: Carbon Engineering]

korrelation innebär inte orsakssida

Carbon Engineering, som har en pilotanläggning på en tidigare plats för giftigt avfall i British Columbia, använder fläktar för att dra luft in i en enhet, där den reagerar med en vätska för att dra ut CO2, och rinner sedan in i ett annat kärl där en annan reaktion skapar liten vit pellets av kalciumkarbonat. När pellets värms upp, skapar det ren koldioxid som kan säljas till industrin för användning i allt från tappning av läsk till tillverkning av bränsle eller begravd under jorden. (Om den används i något som bränsle är produkten koldioxidneutral i stället för att lösa problemet med överskott av CO2.) Till skillnad från de andra använder processen inte filter som måste bytas ut. Den använder också delar som redan finns i annan utrustning som kyltorn. Varje utrustning som vi använder används i stor skala i en annan bransch idag, säger Oldham. Det gör det enkelt, säger han, för företaget att snabbt bygga nya anläggningar. Storskaliga anläggningar kommer att kunna fånga upp en miljon ton CO2 från luften varje år; en växt av den storleken skulle ta upp så mycket som 300 tunnland mark, eller ungefär en tredjedel av storleken på Central Park.

Lackners teknik, som kommersialiseras av Silicon Kingdom Holdings, använder pelarformade mekaniska träd som inte använder fläktar, istället förlitar sig på vinden för att dra luft in i systemet. Det sparar energi och kostnader. Vi tar ett passivt förhållningssätt, så det kostar oss ingenting att fånga kolet i första hand, säger Pól Ó Móráin, VD för Silicon Kingdom Holdings. Företaget, som nu börjar projektera sin pilotanläggning, uppskattar att kostnaden för att fånga ett ton koldioxid kommer att vara mindre än $ 100. Ett kluster av 12 av dess träd fångar massor av CO2 per dag. (Fram till nyligen var kostnaden per ton i branschen $ 600; år 2018 publicerade Carbon Engineering ett papper som sa att det hade minskat kostnaderna till cirka $ 94 till $ 232 per ton. Global termostat tror att den kan nå $ 50 per ton.) CO2 -burk säljs för så mycket som $ 350 per ton i nischapplikationer, som fjärranläggningar för sodavatten som inte lätt kan komma åt det annars. För att vara mer konkurrenskraftig säger Larsen att kostnaderna för avlägsnande av koldioxid måste ligga på cirka $ 150 per ton.

[Foto: Julia Dunlop/artighet Climeworks]

All teknik fungerar. Utmaningen är nu hur man ska skala upp det. Om världen hade tillräckligt med direkt luftuppsamling för att hantera de nuvarande utsläppen på cirka 40 gigaton per år skulle det ta 40 000 av Carbon Engineering stora anläggningar. Dessa tiotusentals anläggningar borde inte vara nödvändiga, eftersom utsläppen måste minska. Men Rhodium -gruppen uppskattar att vi kommer att behöva 9 miljoner ton kapacitet år 2030, och kanske så mycket som 136 miljoner ton kapacitet år 2040.

är statsgård som ger rabatter för coronavirus

För att göra det måste någon betala för CO2. Det är möjligt att göra allt från betong till sneakers till fiskmat av fångad CO2. Men kostnaden är fortfarande högre än alternativet i de flesta fall, och industrin är inte riktigt redo för det. Ett ställe att börja, lite kontraintuitivt, är oljeindustrin: Oljebolag använder redan CO2 för en process som kallas förbättrad oljeutvinning och pumpar CO2 i marken för att öka oljeproduktionen. Oljebolag kan få en skattelättnad på 35 ton för processen, och nyligen tillförda skattekrediter erbjuder också 50 dollar per ton för koldioxid lagrad under jorden. Företagen kan också välja att pumpa mer koldioxid under jorden än deras produkter släpper ut-vilket skapar koldioxidneutral råolja.

I mars tog Carbon Engineering in 68 miljoner dollar i en investeringsrunda som inkluderade Chevron Technology Ventures och Oxy Low Carbon Ventures, ett dotterbolag till Occidental. Nu samarbetar Oxy Low Carbon Ventures med Carbon Engineering om designen av en ny direktuppsamlingsanläggning i västra Texas som kommer att vara den största i världen och drar 500 000 ton koldioxid från luften varje år. Anläggningen kan placeras bredvid oljebrunnar, vilket undviker transportkostnader.

[Foto: Carbon Engineering]

Att ta itu med klimatförändringarna är att producera olja och andra produkter, som plast, inte är en långsiktig lösning. Några av startarna börjar också med att sälja koldioxid till läskföretag, där det går in i drycker som snabbt släpper ut det igen i luften; vissa producerar syntetiskt bränsle, vilket gör samma sak. A nyligen genomförd studie från Center for International Environmental Law hävdar att denna typ av teknik kan låta oljebolagen fortsätta förorena - vilket gör det både lättare att utvinna olja, genom förbättrad oljeutvinning och sedan ge industrin licens att fortsätta sälja bränsle. Koldioxidavskiljning, lagring och användningsteknik förankrar ytterligare den totala fossila bränsleekonomin, säger rapporten.

Men den största utmaningen nu är att hitta någon marknad som låter den nya industrin överleva, vilket är hur oljeindustrin spelar en roll nu. Vi behöver bara pengar för att komma in i utrymmet, säger Larsen. Om de pengarna inte kommer in i utrymmet kommer tekniken aldrig att ta fart, och du kommer aldrig ha den för alla andra saker vi behöver dem till. Om USA inför en ambitiös klimatpolitik måste oljeindustrin övergå oavsett vad som händer med direkt luftuppsamling. Och för att verkligen växa den direkta luftavskiljningsindustrin måste den skala upp försäljningen av koldioxidkrediter för permanent lagring av koldioxid under jorden. (Enbart USA, noterar Larsen, har utrymme i geologiska formationer för att lagra mer än 400 års utsläpp, eller mer än 2 biljoner ton.)

saker att söka på google

Borttagning av koldioxid på Island. [Foto: Arni Saeberg/artighet Climeworks]

Den direkta luftuppsamlingsindustrin, säger han, är på en liknande plats nu som solteknik en gång var - och som solenergi kan den växa med statligt stöd. USA spenderade miljarder på forskning och utveckling för solceller och införde sedan en investeringsskatteavdrag på 2000 -talet. Nu är solenergi billigare än kol. År 2018 fick en federal skattelättnad för avskiljning och lagring av CO2 tvåpartisstöd. Om krediten utvidgades och om regeringen gav annat stöd genom program som upphandling, kan det göra skillnad för branschens överlevnad och hjälpa växter att bevisa sig så att fler privata investerare kommer ombord.

Just nu finns det ingen stark efterfrågan på marknaden för människor som vill köpa koldioxidborttagningstjänster, säger Noah Deich, verkställande direktör för Kol180 , en ideell organisation som fokuserar på kolborttagning. Så om regeringen eller företagen kan förbinda sig att anskaffa en bråkdel av det material som de använder i sina byggnader, för bränslen som de använder för transport, på ett sådant sätt att det använder atmosfärisk CO2, kommer det att vara en enorm signal för företagen och ett sätt att verkligen låsa upp mycket av den privata sektorns ekonomiska intresse som vi ser.

Tillväxten måste ske snabbt. Utmaningen är inte om det går att göra, säger Chichilnisky. Men det finns en utmaning av tid, eftersom du måste göra detta och skala upp, på ett uppmätt sätt, på mycket kort tid. Jag är optimistisk - tekniken finns där. Det finns en biljoner dollarindustri för att sälja CO2, och marknaden är där. Så du kan göra detta kommersiellt. Men frågan är, kan du göra det så snabbt som det behövs nu för att avvärja de värsta, katastrofala riskerna för klimatförändringar som redan manifesterar sig?