科學人雜誌 12月號/2024：直擊！世界級吸碳...

直擊！
世界級吸碳工廠
美國政府、新創公司和石油公司投資數十億美元，發展從大氣中吸取二氧化碳的技術，這有可能逆轉全球暖化嗎？
撰文／盧恩（Alec Luhn）
攝影／羅威爾（Spencer Lowell）
翻譯／李宛儒

1977 年底的一天晚上，11 歲的克萊兒．萊克納（ Claire Lackner ）走進父親書房，為六年級的科學課實驗尋求一些靈感，父親克勞斯．萊克納（ Klaus Lackner ）是美國洛沙拉摩斯國家實驗室研究核融合的物理學家。克勞斯對於以核融合取代骯髒燃料越來越沒有信心，開始思考能否把溫室氣體從大氣中移除做為替代方案，因此他建議克萊兒嘗試從空氣中捕集二碳化碳（CO2 ）。克萊兒買了抽水機，把空氣打到含有碳酸鈉的試管中。碳酸鈉是鹼性物質，會和氣流中酸性的CO2 產生反應。經過一夜，移除了大約10% 的CO2。克萊兒在全縣科展中得獎，父親後來撰寫論文，指出從空氣中移除CO2 在減緩全球暖化方面是「合理可行做法」。

早在1950 年代，科學家已經了解該如何移除潛水艇和太空船中的CO2，以防艙內人員窒息。不過克勞斯的論文首度主張，可以從大氣中移除CO2，來維持地球適合生物生活的環境。他認為克萊兒的實驗顯示「這並不那麼難」。幾年後，克勞斯與其他人合夥創立「全球研究科技公司」（ Global Research Technologies ），
並在2007 年推出第一項把CO2 從環境空氣中移除的示範技術，這類做法現在稱為直接空氣捕集（DAC）。他們使用的裝置是一具高高的塑膠玻璃櫃，裡面放了許多有樹脂塗層的塑膠板，乾燥的塗層會吸收CO2。當塑膠玻璃櫃的門扇打開時，空氣會流動到塑膠板。當門扇關上後讓塑膠板沾上水氣，CO2 就會釋出並進入捕集氣瓶，未來可應用於工業或灌進地底。同一年，維珍航空的老闆布蘭森（ Richard Branson ）宣佈設立一座2500 萬美元的獎項，徵求從大氣中移除溫室氣體「有潛力商業化」的技術。

DAC 的化學原理也許「並不那麼難」，但需要使用很多設備、很多能源，因此所費不貲。2008 年金融危機後，全球研究科技公司缺少資金。布蘭森的獎項一直沒有頒發出去； 2010 年發言人表示，2500 項參賽作品都無法大幅降低CO2 含量，同時越來越多民眾對於操弄大氣感到「不安」。雖然還有瑞士的氣候工程（ Climeworks ）和加拿大的碳工程公司（ Carbon Engineering ）等幾家新創公司繼續發展DAC，設立了幾座小廠區，但這類作法已不再眾所矚目。⋯⋯

然而自2000 年以來，全球排放的溫室氣體總量有增無減，巴黎氣候協定設下的目標，是維持地球氣溫比工業化前高出1.5 °C 內，越來越多科學家認為我們不只該大幅減少溫室氣體排放，還得在本世紀內從大氣中移除數千億公噸的CO2。最直接的方法是種樹，但就算種幾兆棵樹也不夠，而且樹木會焚毀或生病死亡，釋出樹木儲存的碳。克勞斯說，這個世界在2000 年代未採用DAC，「我認為現在是非做不可了。」

拜登政府的目標是在2050 年達成淨零排放。為了削減碳污染，他們發展再生能源，試圖推動汽車與暖氣等設備改成以電為動力，並鼓勵發電廠從事碳捕集與封存（CCS）。但有些碳排放很難避免，例如長途航空、海運、農業、水泥與鋼鐵工業，這些產業排放的CO2 可能就得從大氣中移除，所以美國政府也想加速DAC的發展。如果碳的移除量能超過排放量，也就是達到所謂的負碳排，那麼全球氣溫可望微幅下降。

美國計畫到了2050 年，每年可從大氣中捕集並封存超過10 億公噸的CO2，超過現在年均排放量的1/5。要達成目標，碳移除需要在未來幾十年內成為世界上規模最大的產業，每年成長40% 以上，遠超過大部份科技的發展速度，然而太陽能板和電動車與此相當。威斯康辛大學麥迪遜分校的公共政策教授尼邁特（ Gregory F. Nemet）著有《如何使太陽能變便宜》，他說：「這會是人類執行過最大的任務之一，儘管艱困無比，但也不算史無前例。」

2021、2022 年的重要氣候法案內容包括給予DAC 優渥的稅賦減免，以及撥款35 億美元，補助幾個地區建立DAC廠區。與此同時，大公司開始計畫購買碳移除的額度，用以抵消碳足跡。企業向DAC 廠購買一公噸碳儲存的碳權，而不是減少自家工廠的碳排放。為達到此目標，美國已有超過130 家商業DAC 廠提案，然而這些工廠幾乎都是石油公司規劃的，計畫要把CO2 灌到地底，然後從古老的沉積層中榨出更多原油。美國能源部部長格蘭霍姆（ Jennifer Granholm ）形容，DAC 將會像「巨型吸塵器，直接從天空吸取過去數十年的碳污染。」問題是，這類技術會不會也把新的碳污染排放到大氣中？

今年稍早，我來到舊金山東方車程一小時的DAC 廠參訪。這是矽谷的新創公司「傳家之碳」（ Heirloom Carbon ）與格蘭霍姆合作，在加州崔西市外農地建造的美國第一座商業DAC 廠。傳家之碳的執行長薩馬拉（ Shashank Samala ）在我聽完安全簡報、戴上頭盔後，咧嘴一笑帶我穿過白色安全網，進入廠房中心......

作者簡介：

《科學人》獲頒48屆金鼎獎學習類雜誌。睽違八年再度獲獎，是2002年創刊以來第12座金鼎獎。

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