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[转载]二氧化碳去除技术 – 重赏之下必有勇夫?

已有 1436 次阅读 2024-5-8 22:02 |个人分类:第一时区|系统分类:海外观察|文章来源:转载

XPRIZE (设计、发起和执行大型竞赛以解决人类最大挑战的全球领先者) 今天宣布了 20 支入选二氧化碳去除(Carbon dioxide removal, CDR)决赛的团队。这项为期四年的全球竞赛旨在通过重新平衡地球的碳循环来应对气候变化,为那些能够创造和展示直接从大气或海洋中去除二氧化碳 (CO2) 并持久且可持续地封存二氧化碳的解决方案的创新者提供 1 亿美元的奖金。该奖项帮助促进了整个新行业的发展, 激励 1,300 多个团队开发二氧化碳去除 (CDR) 的新想法。这 20 家决赛入围者代表了领先的 CDR 解决方案,有潜力为多元化、全球性、可持续、千兆吨规模的 CDR 工作做出有意义的贡献。

 

为了让世界有效解决温室气体排放问题,碳去除是实现净零排放的重要组成部分。 XPRIZE 首席执行官 Anousheh Ansari 表示:如果不从大气和海洋中提取碳,就无法扭转人类对气候的影响。我们需要一系列大胆、创新的 CDR 解决方案来管理释放到我们环境中并影响我们地球的大量二氧化碳。角逐该奖项的团队均致力于构建一套稳健有效的解决方案,进入 XPRIZE 碳去除最后阶段的 20 支团队将有机会展示他们对气候产生重大影响的潜力。

 

决赛入围者是根据他们在三个关键领域的表现选出的:运营、可持续性和成本。决赛入围者展示了他们执行实质性演示的能力,该演示接近了竞赛最后一年净清除 1,000 吨二氧化碳的目标,并提供了在未来几年达到百万吨规模并最终达到十亿吨规模的可行途径,并了解项目的环境和社会影响。

 

下面列出的 20 支决赛队伍按照四个去除二氧化碳的赛道列出:空气、岩石、土地、海洋,名单如下:

 

空气 (直接空气捕获,DAC)

 1. Airhive – 总部地点:英国,演示地点:加拿大

Airhive 技术通过低成本、无毒的金属氧化物吸附剂快速去除二氧化碳。Airhive 正在与二氧化碳封存提供商 Exterra 合作,后者将通过其专有工艺将 Airhive 空气捕获的二氧化碳与尾矿进行反应。

 

2. Heirloom – 总部地点:美国,演示地点:美国

Heirloom 开创了一种低成本 DAC 技术,能够通过快速加速从大气中捕获二氧化碳的自然过程,在几天内形成石灰石,从而永久去除十亿吨规模的二氧化碳。

 

3. Octavia Carbon – 总部地点:肯尼亚,演示地点:肯尼亚

Octavia Carbon 是南半球首屈一指的 DAC 公司,专门从事设计、建造和部署高度模块化的机器,利用先进的 DAC 技术直接从大气中提取二氧化碳。

 

4. Hajar 项目总部地点:阿曼和美国,演示地点:阿曼

Hajar 项目是 44.01 AirCapture 之间的合作项目,将 AirCapture 在阿曼部署的最先进的 DAC 技术与 44.01 的开创性二氧化碳矿化技术相结合,旨在将捕获的二氧化碳转化为岩石。

 

5. Skyrenu – 总部地点:加拿大,演示地点:加拿大

Skyrenu DAC 系统与岩石碳化工艺相结合,处理石棉尾矿,从而永久锁住碳。

 

岩石 

6. Arca – 总部地点:加拿大,演示地点:澳大利亚

Arca 的专利技术加速了尾矿和废石中的碳矿化,通过激活硅酸镁矿物将超镁铁矿废料转化为巨大的碳汇,创建工业规模的二氧化碳去除解决方案。

 

7. Lithos – 总部地点美国,演示地点:美国

Lithos Carbon 加速了地球的自然碳循环,在农业中部署增强岩石风化 (ERW),利用有机级火山玄武岩粉尘以永久去除空气中的二氧化碳,提高农作物产量和农民的土壤健康。同时用最先进的技术测量二氧化碳去除量,旨在帮助粮食生产系统脱碳。

 

8. Mati – 总部地点:美国,演示地点:印度

Mati 在小农稻田中使用基于玄武岩的增强岩石风化 (ERW) 技术持久地去除大气中的碳。这一过程消除了大气中的二氧化碳,同时添加了土壤中的关键养分,有助于恢复退化的土壤,使小农受益。

 

9. 硅酸盐总部:爱尔兰,演示地点:爱尔兰

硅酸盐碳利用建筑行业剩余的混凝土来改良农业用地,利用自然地球化学过程通过加速矿物风化永久去除大气中的二氧化碳,同时提高土壤 pH 值,提高作物生产力,减少对农药和化肥的依赖。

 

10. UNDO – 总部地点:英国,演示地点:英国

借助自然驱动的增强岩石风化 (ERW) 技术,UNDO 可以产生永久、高质量的碳清除信用额,并具有额外的共同效益,以支持企业实现净零碳排放。

 

11. Yuanchu(缘初?总部地点:中国,演示地点:中国

缘初是一家专注于开发颠覆性直接空气矿化 (DAM) 技术的开创性初创公司,旨在去除空气中的二氧化碳,并将其永久封存在固体碳化材料中,可达十亿吨规模,每吨二氧化碳的成本低于 200 美元,并且稳定矿化产物可持续1000年。

 

土地

12. 气候机器人总部地点:美国,演示地点:美国

气候机器人技术使生物炭在农业中得到广泛采用,从而促进土壤健康并消除大气中多余的碳。该公司的移动技术可在现场和田间将农作物残留物转化为耐用的生物炭,从而为农民和我们的生态系统带来经济效益。

 

13. Mash Makes – 总部地点:丹麦,演示地点:印度

MASH开创热解气化技术,将农业废弃物转化为负碳能源和生物炭用于土壤改良,积极对抗碳排放

 

14. Net Zero – 总部地点:法国 演示地点:巴西

NetZero 的使命是通过关注热带地区丰富的未利用农作物残留物,扩大生物炭作为气候和农业解决方案的规模。他们利用中型、自动化、高度优化且易于复制的热解工厂的专有技术,当地农民作为生物质供应商和生物炭客户参与。 这从而简化了物流,增强了可追溯性,并促进了当地的认可。

 

15. Takachar – 总部地点:印度,演示地点:肯尼亚

Takachar 利用麻省理工学院的技术构建了一个去中心化的物联网反应堆网络,促进生物炭部署的快速且有利可图的扩展,而无需考虑碳抵消信用额。他们使用正在申请专利的低成本便携式硬件。这使得以村庄为基础,利用当地农作物残留物生产可定制的生物炭肥料,最终将农民的农作物产量提高了30%,净收入提高了 50%,从而促进了气候正义。

 

16. Vaulted Deep – 总部地点:美国,演示地点:美国

Vaulted 通过地质隔离充满碳的有机废物,实现可扩展、永久的碳去除。他们获得专利的浆料封存技术,涉及地质注入经过最低限度处理的废物,以实现永久(10,000 年以上)碳去除。。

 

海洋

17. Captura – 总部地点:美国,演示地点:美国

Captura 提供可扩展、低成本的直接海洋捕集 (DOC) 除碳解决方案,仅使用海水和可再生能源,产生可测量的二氧化碳流用于封存,不产生其他外部添加剂或副产品。DOC 不需要淡水,占地面积最小,并且可以使用间歇性电力运行。

 

18. Ebb – 总部地点:美国,演示地点:美国

Ebb Carbon 通过增强海洋安全储存二氧化碳的自然能力,开创了一种新的除碳解决方案。这种电化学海洋碱度增强方法有可能成为去除过量二氧化碳、同时降低海洋酸度的最大规模和成本最低的方法之一。

 

19. Kelp Blue – 总部地点:荷兰,演示地点:纳米比亚

Kelp Blue 在纳米比亚、新西兰和阿拉斯加海岸附近的近海农场培育巨型海带(Macrocystis Pyrifera),利用创新的水下结构来克服庇护水的结垢限制,并受益于当地营养物上升系统,对收获的树冠生物量进行处理 转化为可持续农业和包装产品,而剩余的生物质自然固碳,支持生物多样性,并提供生态效益。

 

20. Planetary – 总部地点:加拿大,演示地点:加拿大

Planetary 利用海洋碱度增强 (OAE) 来增强海洋的自然碳去除能力,与利益相关者合作开发全球项目,并利用海洋碳平台 (OCP) 来鉴定碱度来源、自动化操作、确保海洋安全以及碳测量并使其商业化。

 

决赛将在一年内完成,团队将面临展示 1,000 吨二氧化碳净减排量的挑战。完全计量的成本、运营绩效及可持续可扩展性作为评审的依据(这些评审指标,其实是常识,值得所有科学家重视)。迄今为止,XPRIZE Carbon Removal 奖励了 2000 万美元,其中 500 万美元分配给了 23 个学生团队,1500 万美元奖励给了 15 个里程碑获奖者。2025 4 月评选出的冠军和亚军将获得5000 万美元和 3000 万美元的奖金。

 

值得一提的是,我的团队2017年在国家重点研发计划的资助下开展了项目12提及的在田间将农作物残留物转化为耐用的生物炭及项目14提及的让当地农民作为生物质供应商和生物炭客户参与 技术研发工作,相关工作已经发表(列举如下)。但一刀切的大气污染管控政策清除了这项技术在国内应用的可能性。

 生物质就地碳化和生物炭应用的部分论文和专利:

 1.     田间限氧喷雾制备生物炭技术与炭质表征. 西南大学学报(自然科学版), 2019, 41(6): 15–20. DOI: 10.13718/j.cnki.xdzk.2019.06.001.

2.     农林废弃物田间曝氧水-火联动制炭设备及技术研究. 农业工程学报, 201935(11):239-244. DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.000.

3.     Low-cost field production of biochars and their properties. Environmental Geochemistry and Health, 2020, 42:1569–1578.

4.     Coupled effects of biochar use and farming practice on physical properties of a salt-affected soil with wheat–maize rotation. Journal of Soils and Sediments, 2020, 20:3053–3061. https://doi.org/10.1007/s11368-020-02616-0

5.     Soil properties and the growth of wheat (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.) in response to reed (phragmites communis) biochar use in a salt-affected soil in the Yellow River Delta. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2020, 303:107124.

6.     一种可移动式田间原位限氧制备生物质炭的设备与方法. 中国发明专利授权号 ZL201711395117.4.

7.     Biochar to reduce fertilizer use and soil salinity for crop production in the Yellow River Delta. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 2022, 22:1478–1489. DOI 10.1007/s42729-021-00747-y

  

 

(作者为肇庆学院特聘教授,创建了广东省环境健康与资源利用重点实验室、肇庆学院粤港澳大湾区双碳产业研究中心)



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