1997岁暮的一个晚上，13岁的克莱尔·拉克纳由于科学课要选择一个尝试从题便找父亲寻求。她的父亲叫做克劳斯·拉克纳，正好是一位物理学家，正在美国洛斯阿拉莫斯国度尝试室处置核聚变研究。那时，他曾经起头思疑核聚变可否代替高污染燃料，并转而思虑若何去除大气中的温室气体。因而，他克莱尔测验考试从空气中捕集二氧化碳。于是，克莱尔买了一个水族箱泵。正在尝试中，她将空气泵入拆满强碱性溶液的试管中，这些碱液会取气流中的酸性二氧化碳连系，从而正在一夜之间去除大约一半的二氧化碳。克莱尔因而正在县科学博览会上获得了二等，她的父亲也撰写了一篇论文称，从空气中移除二氧化碳“很有可能能够正在必然程度上”缓解全球变暖。
从格雷牧场出来后，我沿着海岸向南驱车前去得克萨斯州科珀斯克里斯蒂。这是一座以拉丁裔为从的城市，已经以海滩闻名，现在已成为美国最大的石油出口港。除了赛普拉斯项目，能源部还为石油公司正在这里开辟DAC核心供给了高达6亿美元的资金。克莱姆工业公司和海卢姆公司暗示，DAC不应当成为扩大化石燃料出产取利用的来由，但对石油公司来说，成长DAC的目标是发卖其“净零石油”。也就是说，石油燃烧发生的碳排放，将被石油公司的DAC工场所捕集的二氧化碳抵消。石油公司曾经正在得克萨斯州西部建制了一座的、50万吨级的DAC工场，它名为“斯特拉托斯”，会把捕集到的部门二氧化碳注入旧油井中，以采出更多的原油，这种方式叫做“强化采油手艺”。客岁，石油公司的首席施行官薇姬·霍卢布暗示，DAC手艺“让我们这个行业得以继续成长60年、70年、80年，所以我认为这项手艺很主要”。
正在科珀斯克里斯蒂以南15千米处，颠末一座大、一家烟花店和一些半圆拱形小屋后，碎石上呈现了一个“入内”的标记。十几台风力涡轮机正在海风中隆隆做响。越过一排低矮的豆科灌木，就是国王牧场。这里比罗得岛还要大，是詹姆斯·迪恩从演的关于石油高潮的片子《巨人传》的灵感来历。最快来岁，石油公司位于得克萨斯州南部的DAC核心就将正在这片黄褐色的地盘上拔地而起。石油公司对此颁发评论，也不答应我进去参不雅，但从网上的结果图来看，这座工场将具有一栋栋长长的建建，外墙采用多孔黑色材料，金属屋顶上有一排庞大的圆形电扇。电扇能够使空气颠末墙体，接着流过蜂窝状塑料片的氢氧化钾会取空气中的二氧化碳连系，构成碳酸钾，一种白色的盐。
若是易斯安那州核准了斯特里姆的钻井许可，他的团队将向下钻探2750米穿过页岩层，然后将压缩后的二氧化碳注入下方的砂岩。地质学家将通过仪器察看超高密度二氧化碳羽流若何挤走孔隙中的盐水，并向上迁徙到页岩穹窿，同时亲近监测二氧化碳的封存环境。他们打算正在30年内将1亿吨二氧化碳注入到三个地址内。但模仿地下环境并不容易。正在北海的一个碳封存项目中，羽流打破了8层薄薄的页岩层，然后被困正在了先前未被发觉的第9层页岩层下。易斯安那州内有12万口烧毁油井，二氧化碳很可能通过这些油井逸出，虽然斯特里姆暗示，他所具有的碳封存地址附近的6口油井已被妥帖封堵。
我和斯特里姆以及4名员工一路驱车前去50千米外的格雷牧场。我们正在一条碎石边停下车，不出三年，这个处所将看起来更像科幻片子里的场景，而不再是奶牛牧场。克莱姆工业公司的最新手艺是一个边长为23米的圆角立方体设备，侧面呈网状，顶部伸出16个电扇喷嘴，底座为庞大的混凝土布局。将来将有大约60个如许的立方体排成一行，由压缩机和管道相连。正在每个立方体内部，有16个通风设备，里面拆有涂覆氨衍生吸附剂的过滤器。跟着气畅通过电扇、经由网状布局进入过滤器内，吸附剂便会捕集气流中的二氧化碳。然后，封闭通风设备，向里面充满100摄氏度的蒸汽，如许二氧化碳就会出来并通过管道传入封存地。克莱姆工业公司会把捕集的二氧化碳从牧场的一侧传输到12千米外的另一侧，正在那里，斯特里姆的团队将把二氧化碳注入到地下深处。海卢姆公司本来筹算正在克莱姆工业公司附近建一座工场，但正在我参不雅后，海卢姆公司将赛普拉斯项目标一部门北迁，搬到了该公司正在易斯安那州什里夫波特成立的另一家工场附近，以便把二氧化碳封存正在易斯安那州中部一片人工用材林地下。
除设备外，能量需求也是次要成本。百万吨级赛普拉斯项目所需能量相当于25万个通俗美国度庭的用电量。移除10亿吨二氧化碳所需的电量将是美国2023年可再生能源发电量的两倍。即便没有这一需求，美国目前也仍难以实现其可再生能源方针。家认为，对DAC的投资最好用于成长可再生能源，以代替天然气和煤炭发电，目前这两种发电体例仍然是美国电力的次要来历。美国斯坦福大学土木取工程学传授马克·雅各布森于2019年颁发的研究表白，正在20年的时间里，取用风力发电代替燃煤发电比拟，利用同样多的风能运转DAC工场将向大气中多排放40%的二氧化碳。并且DAC也不会削减其他燃煤污染物的排放，如二氧化硫。“除非所有的化石燃料工场和生物能源工场都消逝了，不然DAC不会带来任何益处。”雅各布森说，“由于那些工场一直会添加空气污染、（燃料）开采以及化石燃料根本设备。”！
目前，绝大大都科学家认为有需要大幅削减化石燃料的利用。但有人担忧，DAC的成长会让一些人感应迷惑：既然之后能够移除大气中的二氧化碳，那为什么要遏制燃烧炭？全球还远远无法实现将全球升温正在1。5摄氏度的方针，但包罗美国正在内的次要石油和天然气出产国仍然筹算正在2050年前继续减产。国际法核心的阐发师莉莉·富尔暗示：“对这些将来投契性手艺处理方案的依赖，推迟了当下实正的天气步履。”现实上，DAC手艺最大的私家投资者是美国大型石油公司——石油公司，这家公司的首席施行官曾说过，“没有来由永久不出产石油和天然气”。
然后，“颗粒反映器”会把碳酸钾盐变成石灰石颗粒，并正在高温炉中加热，将二氧化碳到建建物后面的一排排储存罐中。
我们回到车上前去碳封存地址，同时寄望能否有鳄鱼出没。20分钟后，我们到了另一片草地，它位于一条驳船运河取一架烧毁风车之间。2018年，来自美国的非组织、能源公司和依赖化石燃料的州的结合起来，将一项名为45Q的税收抵免政策中的抵免额添加了一倍多，斯特里姆就此萌发了能够将碳注入此处的设法。按照这项政策，墨西哥湾沿岸的天然气和石油化工出产商等公司，能够通过烟囱上的洗涤器捕集二氧化碳并封存正在地下，即碳捕集取封存（CCS），从而抵免一些税额，具体来说是每移除一吨二氧化碳可获得50美元的税收抵免。西弗吉尼亚州的乔·曼钦是内从石油和天然气行业获得献金最多的人。2022年，正在曼钦等人的鞭策下，45Q政策中的税收抵免再次添加：从烟囱内捕集一吨二氧化碳为85美元，间接从空气中捕集一吨二氧化碳为180美元。对于正在赛普拉斯项目中移除的二氧化碳，克莱姆工业公司和海卢姆公司都能够申请税收抵免，同时能够向想要抵消碳排放的客户出售碳信用额。主要的是，美国能源部还为这一项目供给了高达6亿美元的投资。此外，斯特里姆所具有的牧场坐落正在一个好像“华诞蛋糕”的岩层之上，很适合用来封存二氧化碳。因而，为了将二氧化碳封存正在这里的地下深处，克莱姆工业公司将向斯特里姆领取必然的费用。斯特里姆说，“这里的地质前提实是太奇异了。”。
然而，以黑报酬从的莱克查尔斯地域的居平易近担忧，输送二氧化碳到封存地址的管道可能会分裂。2020年，一个跨州二氧化碳管道收集发生泄露，导致临近的密西西比州45人住院。本年4月，莱克查尔斯郊区发生的另一路泄露变乱警方发布了当场出亡令。更普遍地说，他们担忧赛普拉斯项目会滋长种族从义。
大约正在统一时间，大型科技公司起头投资碳移除行业，有时是为了抵消自家公司发生的大量碳排放。海卢姆公司只是以书面形式颁布发表了他们的碳去除手艺，几个月里便有两家正在线零售办事公司为获得将来的碳信用额，向海卢姆公司领取了数十万美元，这帮帮打开了碳移除手艺的市场需求。第二年，海卢姆公司就从包罗比尔·盖茨正在内的多位投资者那里筹集到了5300万美元，并正在马斯克赞帮的1亿美元XPRIZE碳移除大赛中博得了100万美元的启动金，该竞赛旨正在励可以或许每年从空气中移除1000吨二氧化碳，并有可能进一步扩大规模至数十亿吨的手艺。此后，这家草创公司便起头正在特雷西建制DAC工场。2023年8月，美国能源部给海卢姆公司和克莱姆工业公司拨款6亿美元，用于正在美国易斯安那州西部建制一个DAC核心。（除海卢姆公司特雷西工场外，世界上还有一套用于捕集二氧化碳的商用DAC设备，由克莱姆工业公司运做，位于冰岛高原上。）这个结合核心被称做“赛普拉斯项目”，次要用于每年捕集100万吨二氧化碳并将其注入地下。
美国打算，到2050年每年移除和储存的二氧化碳量至多达10亿吨，比目前碳排放量的五分之一还多。为了实现这一方针，碳移除行业必需每年扩张40%以上，正在短短几十年内成长成为世界上最大的财产之一，如许的成长速度跨越了现正在的绝大大都手艺。2021年和2022年提出的环节天气法案包罗对DAC的严沉税收减免，以及投入35亿美元来扶植几个区域性DAC核心。取此同时，大公司起头试图采办碳信用额来抵消其碳脚印。现实上，DAC公司每从空气中移除一吨二氧化碳就会获得一单元的碳信用额。然后其他公司便能从DAC公司采办碳信用额，而无需削减相当于此信用额的二氧化碳排放量。为此，美国已有130多个商用DAC工场立项。然而，几乎所有这些工场都是由一家石油公司规划，这家石油公司凡是会将二氧化碳注入地下，以便从旧油田中“挤”出更多的原油。但现正在的问题是，最终DAC能否也会向中排放新的碳污染？
这种地质构制起头构成于6500万年前，其时落基山脉向上隆起，密西西比河等河道起头照顾碎沙粒向入墨西哥湾。颠末漫长的岁月，新的堆积层不竭堆积，正在它们的沉压下，下方较陈旧的堆积层被压缩成多孔的砂岩。海平面上升，正在其上笼盖了一层泥质层，进而构成页岩。正在格雷牧场如许的处所，页岩层构成了一顶不成渗入的“盖岩”，能够封存通过油井注入到下方砂岩孔隙中的二氧化碳。斯特里姆暗示，这种分层布局使墨西哥湾沿岸成了“孔隙之地”，就像沙特阿拉伯是“石油之国”一样，估量可封存1000亿吨二氧化碳。
但萨马拉越来越担忧包罗印度正在内的全球天气灾祸。间天气变化特地委员会（IPCC）2018年的演讲初次指出，要将全球升温节制正在1。5摄氏度以内，碳移除手艺可能很环节。两年后，他取其时仍是化学工程博士生的诺亚·麦昆配合创立了海卢姆公司。他们起头开辟一种可实现规模化使用的方式，摒弃了其他DAC草创公司常常利用的化学溶剂、复杂的过滤器和大功率电扇，转而利用廉价的石灰石和流速较缓的气流。
2·第一家工场美国第一家商用DAC工场由名为“海卢姆”的草创公司开设，位于美国加利福尼亚州圣华金县部属的一座城市——特雷西。沙山克·萨马拉是海卢姆公司的首席施行官，他带我来到白色网围起的工场焦点区域。正在这个区域内，工场操做间就像一个庞大的工业厨房。数百个不锈钢托盘拆着看似白面粉的物质，堆叠成12米高的塔。矩形机械人沿着塔楼之间的垂曲大梁上下挪动，查抄那些形如面粉的石灰粉。这些石灰能从颠末托盘的空气中接收二氧化碳，正在大约三天的时间里为碳酸钙，即石灰石粉。接着，形似机械人“鲁姆巴”但体型更大、配有叉车的轮式机械人会从托盘堆的底部拉出托盘，将粉末倒入通向外面900摄氏度高温炉的管道中。颠末煅烧，石灰石出二氧化碳，并从头为石灰。捕集到的二氧化碳会被压缩并泵入一个大型储罐中，之后再被注入地下或混入湿混凝土中封存几个世纪。石灰则放回托盘中，继续接收更多的二氧化碳。
萨马拉正在印度海得拉巴一间18平方米的房子里长大。热浪来袭时，为了让家人凉爽一些，他的母亲会将一条湿毛巾盖正在电扇上。他的父亲先后正在美国一家冰淇淋摊和一家药店工做。正在萨马拉12岁时，他的父亲带着全家来到了美国缅因州。后来，萨马拉正在美国康奈尔大学攻读经济学和机械人学，并正在美国挪动领取公司工做过。2013年，萨马拉取他人正在合股开办了一家公司，可以或许正在几天内制制并交付定制电板。
虽然相关的化学反映可能并不难，但安拆需要大量的设备取能源，因而需要大量的资金。2008年金融危机迸发后，全球研究手艺公司耗尽了资金。布兰森则从未颁布金——一位讲话人正在2010年指出，2500个参评提案中没有一个可以或许无效接收二氧化碳，并暗示跟着碳捕集手艺的成长，的担心程度越来越高。虽然那时有几家草创公司一曲正在自从研发手艺，且有多个小型设备落地，出格是名为“克莱姆工业”的公司，以及名为“碳工程”的公司，但DAC却逐步淡出了人们的视线世纪初以来，全球二氧化碳排放量持续攀升，地球也变得越来越热。科学家逐步认识到，想要实现《巴黎协定》的方针，不只需要大幅削减碳排放，还要正在从大气中移除数千亿吨的二氧化碳。植树是最显而易见的方式，但即即是种植一万亿棵树也远远不敷，而且树木还可能会或死于病害，由此出它们储存的碳。克劳斯·拉克纳暗示，正在21世纪初，世界还没预备好接管DAC手艺。“然而现正在，我认为曾经到了刻不容缓的境界。”。
4·手艺的另一面DAC行业还需要回覆谁来买单的问题。美国能源部估量，到该行业每年能从大气中移除10亿吨二氧化碳时，捕集一吨二氧化碳的成本将降至100美元以下，仅凭45Q税收抵免就能实现盈利。但苏黎世联邦理工学院的研究人员于本年4月颁发的研究预测，DAC的成本仍将维持正在每吨360美元摆布。按此计较，接收10亿吨二氧化碳的成本可能跨越美国国内出产总值的1%。即即是资金丰裕的科技公司，也很难想象他们每年会志愿破费数千亿美元来采办碳信用额。内梅特说，美国或者至多是大都州，可能不得不以某种体例公司的碳排放，并强制污染者领取移除二氧化碳的费用。加利福尼亚州曾经起头如许做：想要正在该州发卖汽油和柴油的公司必必要么削减碳排放，要么采办碳信用额。若是获得核准，克莱姆工业公司和海卢姆公司能够向其他公司出售部门碳信用额。
埃米莉·格鲁贝特是美国圣母大学的社会学家，已经正在美国能源部DAC核心工做。格鲁贝特暗示，“供给财务激励，让石油公司遏制开采石油”的方式是徒劳的。她和其他一些人都认为，碳移除行业该当国有化，由对碳排放纳税并为碳捕集领取费用，雷同于为营制宜居城市而供给的垃圾收集办事，只不外对象是大气。奥扎纳等勾当家呼吁将这些DAC核心部门归社区所有。格鲁贝特说，不受监管的营利性DAC“将会被化石燃料行业所掌控”。
雪佛龙和壳牌石油公司正正在投资石油钻探和DAC，而且获得了一小笔资金以成长本人的DAC核心。美国能源部暗示，这笔资金能够帮帮扩大手艺规模，更多人，同时还能让公司削减化石燃料的开采。本年3月，珍妮弗·威尔科克斯正在接管采访时暗示：“这给了他们转型的机遇。”其时，威尔科克斯仍是美国能源部化石能源和碳办理办公室的副从任，后来她去职了。她认为，“这些公司具有脚够的资本和资产，可以或许实正实现这一方针”。
到目前为止，这家DAC核心的开辟一曲处于保密形态。为获取更多消息，我加入了得克萨斯州金斯维尔市以西40千米处的国王牧场汗青核心的小巴之旅，导逛花了一个半小时的时间讲述这里出名的赛马和矮胖的橙色牛群。但当我问到DAC核心时，她把我的问题转给了办理部分，而办理部分从来没有答复过我的多次德律风和电子邮件。国王牧场博物馆的档案办理员说，未经答应，她不克不及谈论此事。本地商会会长也透露说，他曾经签订了保密和谈。为这个核心逛说的县曾两次同意接管我的采访，但都被打消了。一位正在牧场入口附近清理灌木丛的工人说：“我不晓得我们能否被答应谈论这件事。”？。
霍卢布认识到，通过DAC捕集二氧化碳，公司能够实现一举三得：获得税收抵免，出售碳信用额，以及出产更多的石油。霍卢布曾成功逛说，将DAC结合EOR的碳信用额提拔至130美元每吨。此后，她颁布发表石油公司将正在2035年前开设130家DAC工场。当美国能源部选定得克萨斯州南部的DAC核心时，石油公司以11亿美元的价钱收购了碳工程公司。目前，这家DAC公司曾经取多家公司告竣和谈，包罗为韩国一家炼油厂供给净零排放的石油，并向微软、空中客车和亚马逊等公司出售取EOR无关的碳信用额。
自20世纪50年代，科学家就曾经晓得若何从潜艇和飞船内的空气中去除二氧化碳，以防止船员梗塞。但克劳斯·拉克纳的论文初次提出，我们能够将二氧化碳从大气平分离出来，以确保地球的宜居性。几年后，克劳斯·拉克纳取他人配合创立了一家名为“全球研究手艺”的公司，并于2007岁首年月次展现了从空气中移除二氧化碳的手艺，现正在这种方式被称做“间接空气碳捕集”（DAC）。“间接空气碳捕集”安拆凡是是一个由无机玻璃制成的长方形盒子，里面拆着塑料片，塑料片上涂有干燥的二氧化碳吸附树脂。以便空气流过塑料片。接着，正在门封闭后，这些塑料片会被水浸湿而出二氧化碳，尔后这些二氧化碳会被收集到储存罐中，同年，英国维珍大西洋航空公司的所有者理查德·布兰森颁布发表设立一项2500万美元的大，励“具有贸易可行性”的空气除碳手艺。
3·“赛普拉斯”分开加利福尼亚州后，我去了赛普拉斯项目标规划地——格雷牧场，那里是易斯安那州沿岸400平方千米的池沼区，邻接得克萨斯州。从开车到易斯安那州的莱克查尔斯，我颠末了斯宾德托普山，1901年石油从这里的地下喷涌而出，飞升至约60米的空中，此后便拉开了得克萨斯州石油繁荣的帷幕。这个家族的格雷·斯特里姆说，目前格雷牧场约一半的收入仍然来自木材和石油开采的地盘租赁，另一半来自肉牛豢养。不外，他但愿从赛普拉斯项目起头，碳封存能够成为本地的下一个次要财产。
石油公司的霍卢布事实是仍是，取决于你问的人是谁。她出生于美国亚拉巴马州，从石油钻井平台工程师做起，一晋升，于2016年成为美国大型石油公司首位女性首席施行官。正在美国提高45Q税收抵免两年后，她起头筹备斯特拉托斯的扶植。部门缘由是石油公司曾经成为得克萨斯州最大的EOR（强化石油采集）出产商。正在提高原油采收率的过程中，压缩的二氧化碳会置换出畅留正在岩石孔隙中的原油，从而将产量提高25%。虽然大部门二氧化碳会被封存正在矿床中，但跟着那些产出的石油出售，它们燃烧后会发生更多的碳排放。
为了到2050年实现净零排放的方针，人们正试图通过多项办法大幅削减碳污染，包罗扶植可再生能源，实现从汽车到地下室熔炉等的全面电气化，以及激励发电厂进行碳捕集取封存。但有些来历的碳排放难以消弭，好比长途飞翔、航运、农业、水泥和钢铁出产。现实是人类制制的机械导致了全球变暖，然而现正在我们又要建制更多的机械来移除碳排放。若是全世界从空气中移除的二氧化碳量起头跨越碳排放量，即所谓的负排放，那么碳移除手艺以至可能使全球气温起头略有下降。