“碳中和”前沿技术哪家强 “零碳”未来如何走？

　　11月3日，第五届世界顶尖科学家论坛先导论坛拉开序幕。在上午的“零碳”未来论坛上，来自全球的顶尖科学家展示了多元的碳中和前沿技术，探讨着实现零碳发展的种种科学路径。

 

　　与会专家一致认为，减排、固碳和碳循环是实现“碳达峰、碳中和”战略目标的主要科学路径，借助高效减排技术、先进控碳技术、末端捕碳技术、绿色材料等科技力量将加速全球能源的“绿色转型”。

 

　　全球的气候变化，与人类息息相关。热浪、森林大火、暴风……这些极端气候变得越来越频繁；在极度干燥的情况下，各种各样的昆虫传播疾病；空气质量、食品安全、水质等等，这些人们生活的必需品都受到碳排放问题和气候变化的影响。要解决气候变化问题，控制二氧化碳的排放必不可少。

 

　　“实现碳捕捉的材料有一些最低要求，比如说表面积、能量要非常大，同时水的稳定性、氧化的稳定性也要好，另外还要有可循环的稳定性，可再生的温度……”2018年沃尔夫化学奖得主、加州大学伯克利分校化学冠名讲席教授奥马尔·亚基(Omar M. Yaghi)介绍，我们通常在两种浓度情景中进行碳捕捉，一种是在碳浓度5%-16%时，像燃烧石油、天然气的时候；另一种是从大气里直接进行碳捕捉，这时浓度只有0.04%。

 

　　正在新兴的化学材料，通过网状结构把分子重新链接在一起，形成一种“强键”的晶体结构。“这些网状分子结构有两维、三维的结构，用它们来打造的坚固材料，可以在空气中直接捕捉二氧化碳，并在设备里保留很长时间。”奥马尔·亚基说，比如有人研究出的新材料网状结构十分规则，吸收能力十分强，能从生产水泥的气体中直接高效地进行碳捕捉，“这一应用十分重磅，对碳捕捉来说是一大突破。”

 

　　中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌认为，“碳中和”面对几大挑战：二氧化碳排放总量大、须与经济发展同步进行、须保持强大的制造业。中国制造业占全球近30%，相当于美国、日本、德国之和，但是高端制造业少，利润较低，这就需要将碳排放合理转化。

 

　　要实现“零碳”，不仅仅是碳捕捉、碳封存，“我们能否采用一些技术把二氧化碳转化成能够利用的能源呢？”论坛上，2015年麦克阿瑟天才奖得主、加州大学伯克利分校能源冠名杰出讲席教授杨培东抛出了问题。事实上，一些技术正在通过电分解、电催化等手段，把二氧化碳变成三氧化碳或变成其他一些物质，形成具有不同物理化学性质的不同化合物，之后通过一些选择性来使得它们进行分离，进行负荷，使得它们变成可以利用的材料。

 

　　生化技术在零碳转化过程中，不容忽视。金涌介绍，比如藻类的利用，海洋浮游生物、细菌、藻类、红树林吸收了30%人类活动所排放的二氧化碳；在微藻中加入蛋白质和二氧化碳，阳光利用率为陆生植物的数倍；再如二氧化碳也可作为气体肥料，有数据表明，如果在大棚中二氧化碳的含量从400ppm上升到1200ppm，可增产20%-30%。