图片来源：Equatic
摘要：
二氧化碳去除(CDR) 是实现2050年净零排放的关键工具，本世纪中叶，碳去除行业的价值或将超过万亿美元。除了传统的陆地碳去除，已经有先行者将目光瞄向了直接海洋捕获，世界上最大的海洋二氧化碳去除工厂也已在新加坡开建。
撰文 | Penn
编辑 | Tang
→这是《环球零碳》的第1140篇原创
为了实现碳中和目标，我们除了要减少碳排放，还需要通过碳汇，碳捕集和封存等负碳技术来减少空气中的碳含量。
政府间气候变化专门委员会 (IPCC)明确表示，二氧化碳去除(CDR) 是实现2050年净零排放的关键工具，因为它们可以帮助企业在所有减排努力都已用尽后中和剩余的碳排放。因此，到2050年，二氧化碳去除能力或成为所有行业管理职责的核心部分。
史密斯企业与环境学院的《二氧化碳去除状况》报告估计，到 2050 年，大多数与《巴黎协定》一致的净零排放路径可能需要每年60亿至100亿吨二氧化碳的年去除能力。
麦肯锡则在《碳去除：如何扩大新的千兆吨产业规模》报告中分析指出，实现 2050年净零排放所需的二氧化碳去除(CDR)累计投资为6万亿至16万亿美元，投资需求将取决于所需的清除量以及可用的 CDR 解决方案范围，而当前的投资可能远远低于这一预期。
图说：实现 2050 年净零排放所需的CDR累计投资为 6 万亿至 16 万亿美元 来源：Mckinsey
传统的直接空气捕集(direct air capture, DAC)技术分为固体DAC和液体DAC两类，通过化学处理直接从环境空气中捕捉二氧化碳，这种技术面临着二氧化碳在空气中浓度低，能量消耗大，成本高等挑战。
而公众的注意力也主要集中在陆地碳去除公司上，比如瑞士的 Climeworks 和加拿大的初创公司 Carbon Engineering，这两家公司已经吸引了数亿美元的风险投资。
自2023年以来，一些初创公司把目光投向了吸收了人类二氧化碳排放量四分之一的海洋。他们声称可以利用海洋开展同样的碳去除工作，提出了各自的“直接海洋捕获”（direct ocean capture，DOC）新兴技术，并获得了数千万美元的新资金。
总部位于加利福尼亚州圣卡洛斯的 Ebb Carbon 计划利用电力使海水变得更碱性，该公司表示这将使其从大气中吸收更多的二氧化碳。2023年4月，投资者投入了 2000 万美元的风险资本，用于建造该公司的第一家小型工厂。
此前，《环球零碳》曾报道过的Captura 则希望去除溶解在海水中的二氧化碳气体，然后将其泵入地下或用作工业过程的原料，详见：海洋碳捕集系统来了，如何从海水中去除十亿吨二氧化碳。
2023年夏天，另一家总部位于加州的公司 Equatic 则签署了一项协议，代表航空航天巨头波音公司去除 62,000 吨碳。今年2月，继去年春天在洛杉矶和新加坡成功启动和运行两个试点项目后，加州大学洛杉矶分校和 Equatic宣布将投资2000万美元在新加坡建立一个全尺寸海洋碳去除示范工厂“Equatic-1”。
这座世界上最大的海洋二氧化碳去除工厂，每年可去除 3,650 吨的温室气体，同时生产 105吨的负碳氢。Equatic-1将由新加坡国家水务机构 PUB、新加坡国家研究基金会 (NRF) 和加州大学洛杉矶分校碳管理研究所 (ICM) 提供支持。
图说：该技术被《时代》杂志评为2023 年最佳发明之一 来源：TIME
2023年4月，Equatic 在洛杉矶港和新加坡港启动了首次试点运营，而两年前，该技术才于 2021 年在加州大学洛杉矶分校创建了台式原型。该技术被《时代》杂志评为2023 年最佳发明之一，并被列入《大众科学》杂志评选的2023年50项最伟大的创新之一。
Equatic的技术通过去除溶解的二氧化碳同时使其吸收更多的温室气体，激活并扩大了海洋天然的二氧化碳储存能力。这项技术已在洛杉矶和新加坡的小型试点项目中进行了测试，该技术需要四种主要成分：海水、空气、岩石和可再生电力。
其工作原理是这样的：工厂泵入海水并通过电流，将海水分离成四种成分：两种液体，一种酸性，一种碱性；两种气体，氢气和氧气。
酸性水将与碎石混合，使酸碱度恢复到与海水相同的水平，然后被送回海洋。
风扇将空气泵入碱性水流，从而使二氧化碳形成固体碳酸钙（形成贝壳的材料看起来像细沙）以及溶解的碳酸氢盐。
Equatic 称，该技术将以固体钙和镁基材料的形式安全地储存溶解和大气中的二氧化碳至少 10,000 年，它们将被送回海洋或用于陆地。海水也将被送回大海，准备从大气中吸收更多的二氧化碳。
Equatic公司创始人、加州大学洛杉矶分校可持续发展学教授高拉夫-桑特（Gaurav Sant）说，所有处理过程都不是在公海上进行的，"这一点很重要，因为它可以让你完美地测量你所做的一切"。这包括工厂使用的电力以及锁定的碳量。
图说：Equatic海洋二氧化碳去除过程 来源：Time
Equatic 公司的首席运营官爱德华·桑德斯（Edward Sanders）说，这座耗资 2000 万美元的设施将于今年年底全面投入使用，每年能够清除 3650 吨二氧化碳。这相当于减少大约 870 辆普通乘用车的排放量。
桑德斯告诉美国有线电视新闻网（CNN），其目标是在 2026 年底前将二氧化碳去除量提高到每年 100,000 吨，并在未来几十年内达到数百万吨。他说，这种工厂几乎可以在任何地方复制，"就像乐高积木一样 "堆成模块。
图说：2023 年，Gaurav Sant 在洛杉矶港的碳去除项目现场 来源：法新社
Equatic 目前位于新加坡的工厂试点每天可去除 0.1 吨（220 磅）的二氧化碳，并已证明是成功的。
Equatic-1 将分两个阶段建设，第一阶段于3月开始，旨在到2024年底每天去除1吨的二氧化碳。2025 年初将安装另外9个模块，以完成第二阶段。Equatic-1 正在以模块化系统的形式建造，允许分阶段和堆叠各个单元的性能，为系统和快速扩展做准备。这种方法降低了传统上与扩大技术创新相关的风险。
这些装置采用 Equatic 的氧选择性阳极，该阳极是在能源部高级研究计划局能源署 (ARPA-E) 的支持下开发的，可生产碳负氢，同时消除不必要的氯气生产。这为千兆吨级碳去除开辟了一条新途径，同时共同生产碳负氢，以支持难以减排的行业的脱碳。
使用全部 10 个模块，Equatic-1 将能够每天从海水和大气中去除 10 吨二氧化碳，是试点去除量的 100 倍。这项开创性的技术可以去除并持久储存温室气体，同时每天生产近 300 公斤的负碳氢。
一旦该设施成功实现其技术演示目标，Equatic 将在全球范围内扩大和商业化该技术。桑特告诉 CNN，随着工厂规模的扩大，他们需要确保不会产生负面影响。桑特表示："一吨、一百万吨、十亿吨的规模都有很大的不同。你需要测量，需要监测，需要适应。
该技术前期成本很高，但该公司表示，它计划通过向污染者出售碳信用额度来抵消污染，以及出售在此过程中产生的氢气来赚钱。目前，Equatic 已经与波音公司签订了一项协议，向其出售 2100 吨氢气，计划用这些氢气制造绿色燃料，并为消除 6.2 万吨二氧化碳提供资金。
图说：全球最大的海洋二氧化碳去除工厂效果图 来源：Equatic
海洋二氧化碳去除技术和其他海洋二氧化碳去除技术的支持者表示，这些技术将为全球应对气候变化提供巨大助力。但一些科学家也对这项技术心存疑虑，他们担心其潜在的生态风险，并敦促对海洋二氧化碳去除技术进行更多研究和投资，以更好地了解其好处和危险。
国际环境法中心（Center for International Environmental Law）化石经济项目主任莉莉·富尔（Lili Fuhr）批评说，处理大量海水可能会杀死海洋生物。"我们已经知道，发电厂会杀死鱼类幼虫和其他海洋生物。Equatic 每个工厂处理的海水要比发电厂多得多，"她告诉 CNN，"而且需要数千个这样的工厂才能对全球气候产生任何有意义的影响。”
美国国家可再生能源实验室研究员詹姆斯-尼芬格（James Niffenegger）表示，需要密切监测其带来的影响，这一过程有可能破坏海洋化学的微妙平衡。虽然对海洋酸化的负面影响有大量研究，但对海洋变得更碱性会产生什么影响的研究却少之又少。
-------
参考资料：
[1]https://newatlas.com/energy/equatic-ocean-based-co2-removal-plant-singapore/
[2]https://samueli.ucla.edu/ucla-institute-for-carbon-management-and-equatic-to-build-the-worlds-largest-ocean-based-carbon-removal-plant-in-singapore/
[3]https://newsroom.ucla.edu/releases/ucla-equatic-to-build-largest-ocean-based-plant-for-carbon-removal
[4]https://edition.cnn.com/2024/04/21/climate/equatic-ocean-carbon-removal-plant-climate-intl/index.html
[5]https://time.com/6836259/singapore-equatic-ocean-carbon-dioxide-removal-facility-largest/
[6]https://www.equatic.tech/articles/equatic-unveils-plans-for-the-worlds-largest-ocean-based-carbon-removal-plant
[7]https://www.fastcompany.com/91049335/singapore-is-building-a-20-million-plant-to-suck-carbon-from-the-sea
[8]https://time.com/6290814/ocean-carbon-removal-industry/
[9]https://www.mckinsey.com/capabilities/sustainability/our-insights/carbon-removals-how-to-scale-a-new-gigaton-industry#/
[10]环球零碳-海洋碳捕集系统来了，如何从海水中去除十亿吨二氧化碳
[11]https://newsroom.ucla.edu/releases/time-ucla-engineering-climate-solution-a-top-2023-invention
[12]https://insideclimatenews.org/news/01032024/todays-climate-ocean-carbon-capture-climate-change/
免责声明：
本文仅用于学术交流和传播，不构成投资建议
