“碳”索明日可能

在一个想象中的零碳未来世界，空气捕集公司的收入前景可能是巨大的。瑞士绿色技术初创公司 Climeworks 在这方面不断创新，并迎接“如何降低新技术高昂成本”的挑战。

冰岛赫利舍奥伊附近遍布岩石和青苔，升腾的蒸汽中坐落着一座崭新仓库，仓库被72个巨型电风扇所环绕，风扇嗡嗡作响，繁忙作业，不停地捕集大气中的二氧化碳，再“打回”地底。

这是目前全球最大的从空气中吸收二氧化碳的工厂—Mammoth的工作日常。它由瑞士绿色技术初创公司Climeworks建造运营，前不久才正式投产使用，每年可以捕集约3.6万吨二氧化碳。尽管相比Climeworks此前另一家同样是建在冰岛的碳捕集工厂Orca，捕集量已大大提升，是其9倍，但仍不及8000辆美国汽车平均1年的碳排放量，甚至还不到人类1分钟的二氧化碳排放量。

具体来说，Climeworks主要是通过风扇将空气吹进收集器，然后用化学剂来捕捉二氧化碳。这些二氧化碳会被加热至可提取高浓度气体的温度，再被泵入地底深处，和玄武石产生反应，变成石头。

在此之前，Climeworks曾在瑞士小规模测试这项技术，当时他们会把捕捉到的二氧化碳输送给旁边的温室使用，也曾把二氧化碳卖给可口可乐，用来制造Valser气泡水。但以上手段都只是临时转移了二氧化碳，而建造在冰岛的Orca、Mammoth两家直接空气捕集（Direct Air Capture，以下简称“DAC”）工厂，则希望实现永久移除碳。

蓬勃向上的团队

这两家工厂均选址冰岛绝非偶然。对于投资建造像Mammoth、Orca这样的碳捕集工厂，使用可再生资源这一先决条件必不可少，因为只有当产生的温室气体少于从大气中移除的二氧化碳时，项目才具有可行性。而冰岛电力堪称全球最“绿”之电—其电力99.9%产生自可再生能源，其中水力发电占比高达73%，地热能发电占比则约为26.8%。

国际能源署发布的一份报告显示，全球目前正在运营的直接空气捕集厂共有18家，每年二氧化碳捕集量达1万吨。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为，如果要将气候变暖限制在升温1.5摄氏度以内，碳去除至关重要。

能源咨询公司Wood Mackenzie指出，虽然造林可以减碳，但其生长期间的不确定因素较多，验证的复杂性也较高，综合效益难免会打折扣。相比之下，直接空气捕集具有长久性、可测量性等优势。

英国赫尔大学可再生能源和碳去除助理教授BenKolosz表示，需要“像魔方一样巧妙”地安排可再生能源和碳去除技术，“所有技术要协同努力，才能实现到2050年每年移除100亿吨二氧化碳的目标，DAC只占一小部分”。

Climeworks的目标是到2030年从空气中去除100万吨二氧化碳，到2050年去除10亿吨。冰岛一直是其技术的试验田，但Climeworks也开始在其他地方工作，以期扩大规模。其在挪威、肯尼亚和加拿大的项目均旨在进一步探索潜在的直接空气捕集和储存地点。Climeworks联合创始人兼CEO Christoph Gebald称2030年年底前还计划筹建5~10座工厂。最大的位于路易斯安那州，属于拜登政府资助的DAC枢纽的组成部分。

化碳为石

“公司设在瑞士其实有点偶然。”Climeworks联合创始人Jan Wurzbacher说，他和另一个联合创始人Christoph Gebald都在德国长大，在瑞士联邦理工学院(E.T.H.Zurich)读本科时相识。“我们在2003年10月20日的第一天见面，”Gebald回忆道，“从认识的第一天开始，我们就打算要一起成立一家公司。”

只不过，他们当时的愿望是成为企业家，而不是创办一家碳捕集公司，但后来两人都被可再生能源和减少碳排放的研究所吸引。在他们完成硕士项目后，便决定创建一个直接空气捕集原型并开展业务。在一些小额赠款的帮助下，Climeworks于2009年成立。

当Gebald和Wurzbacher开始公开讨论他们创建Climeworks的计划时，他们面临着潜在合作方巨大的质疑。“他们说的第一件事是‘这在技术上永远行不通’。”Gebald回忆道，“直到2017年，我们才成功说服了他们，这在技术上是可行的，因为我们在Hinwil建造了大型工厂”。

这家工厂位于距离苏黎世约30分钟路程的Hinwil村的一家垃圾焚烧厂的屋顶上。12个大型设备分成两排摆放，每排6个，类似于超大的前置式干衣机。这是Climeworks最早期的直接空气捕集机器，它能从通过其中央管道吸入的空气中收集二氧化碳。一旦被捕获，二氧化碳就会被抽到大罐中，然后用卡车运到当地的可口可乐瓶装厂，在那里它将成为饮料中的嘶嘶声。

然而，Gebald和Wurzbacher真正想做的是并不是将其转化为产品—至少不是传统意义上的产品，而是从大气中提取大量二氧化碳，将其永远深埋到地下，并将该服务出售。这意味着，Climeworks将进入一个未知的经济领域—提供一种帮助减缓气候变化的服务，并且不得不面临一个窘境：如何将以前从未存在过的事物、价格并不便宜的服务卖到一个尚未形成的市场？

在一个想象中的零碳未来世界，空气捕集公司的收入前景可能是巨大的。“如果我们能将成本降到每吨100~150美元，那么市场几乎是无限的。”Climeworks联合创始人Jan Wurzbacher说：“在如此低的价格下，企业客户可能会将碳抵消纳入其产品定价中，或者被迫这样做，从而导致二氧化碳捕集市场爆火。”

目前，Mammoth利用72个工业风扇抽取大气，再经过滤提取二氧化碳，然后交由合作机构Carbfix将二氧化碳与水混合，泵入地下2300英尺的火山玄武岩。通过与玄武岩产生自然反应，变成石头作永久储存。在碳捕集的同时，Climeworks会基于除碳量出售碳信用，让各家企业抵消碳排放量。

Gebald指出：“如果事情朝着我们认为的方向发展，我们就不是在创立一家公司，实际上是在创立一个新的行业。”

合成燃料

在苏黎世附近一个名叫Rapperswil-Jona的小镇上，Climeworks在当地技术大学经营的一家小型工厂中安装了一台收集器来生产甲烷。在一个只有集装箱大小的房间里，Climeworks的机器以空气管道吸收二氧化碳，然后通过迷宫般的管道将其与氢气结合，氢气是使用太阳能从水中提取的。

这样生产出来的甲烷可以替代几乎所有使用天然气的汽车发动机中的汽油。通过不同的调整和改进，该工艺还可以适用于替代柴油、各种喷气燃料，或者可以直接通过管道输送到当地社区作为家用炉子的燃料。

Climeworks认为燃料市场很大，合成燃料很可能为创建可行的直接空气捕集业务提供了一种更实用的方向。因为它只需要由空气中的二氧化碳和氢气制成，几乎可以在任何地方制造，理论上可以重新构建地缘政治秩序，削弱掌握着天然气和石油市场的少数国家的权力。

两位联合创始人致力于可再生能源和减少碳排放的产研

负责该项目的热力学教授Markus Friedl表示，由Climeworks主导的甲烷项目特别能满足瑞士的需求，因为瑞士几乎所有的天然气都是进口的，在寒冷的月份，该国利用可再生能源发电的能力很有限。碳捕集衍生燃料如果变得足够便宜，就可以成为一种储能形式—在夏季使用太阳能或风能制造这种燃料，在冬季使用，这比电池成本更低，使用寿命更长。

降本难题

Climeworks最近宣称该公司取得了突破性的进展，可以将从稀薄空气中移除每吨二氧化碳的成本降低50%。虽然这对该公司乃至整个碳移除行业来说都是一个巨大的飞跃，但是成本仍然偏高。

早在2017年，Climeworks的联合创始人兼CEOChristoph Gebald就已经表示对该公司能够达到移除二氧化碳每吨成本100美元的目标“满怀信心”。另一位直接空气捕集技术的先驱David Keith也在当时发表了一篇论文，提出了将该成本降至100美元以下的途径。

事实上，自从早先发出豪言壮语以来，科学家和业界已经悄然降低了他们的期望。2024年3月，苏黎世联邦理工学院的研究人员发表了一篇文章，对使用3种不同方法从空气中清除大量二氧化碳的成本进行了比较。他们估计，碳工程公司的直接空气捕集方法在大规模生产的情况下，每吨成本约为230美元到540美元之间。

麻省理工学院能源倡议高级研究工程师HowardHerzog表示，大气中的二氧化碳浓度不足以让直接空气捕集的成本达到非常低的水平。

Climeworks也调整了自己的预期，预计到2030年，捕集和移除一吨二氧化碳的总成本将在400美元到600美元之间。这个范围考虑了能源成本、工厂建设和政府对该行业的支持政策，还包括了封存环节。

在今年2月份的投资者说明会上，2023年收购碳工程公司的一家西方石油公司也预计，该公司将能以每吨125美元到200美元的成本大规模捕集二氧化碳，不过这是基于一些可能无法实现的政治和技术假设。

就1吨而言，100美元和200美元之间的差距很小，但在大规模生产的情况下却至关重要。到21世纪中叶，全球每年可能需要清除数十亿吨的二氧化碳，只有将成本大幅降低才有可能吸引政府和企业进行大量碳移除采购，这对防止灾难性气候变暖来说可能是必要的举措。麻省理工学院能源倡议高级研究工程师Howard Herzog指出，微软公司和光纤大厂Frontier公司等早期买家之所以投资直接空气捕集技术，是因为卖家承诺这项技术有一天会变得更便宜。如果不能实现降低成本的承诺，可能会减少人们对该行业的信任，从而减少投资。

尽管如此，Climeworks仍然相信可以进一步降低成本。“我们已经在技术上迈出了一大步。现在，随着规模的扩大，我们将通过打造更大的设施来降低设施的成本，然后通过生产更多的收集器来降低制造工厂的成本。”Wurzbacher说。即使直接空气捕集技术短期内似乎无法达到“遥不可及”的降本目标，这项技术仍能在帮助清除大气中的二氧化碳方面发挥重要作用。“空气捕集可以帮助抵消几个重要行业对环境的不良影响，包括钢铁、水泥和玻璃的生产会产生工艺排放物，不只是二氧化碳，还有不少有害物质。”美国马萨诸塞州伍斯特理工学院的化学工程教授JenniferWilcox说。

Q&A

Q=《周末画报》

A=CLIMEWORKS联合创始人兼CEO CHRISTOPH GEBALD

Q：能否概述一下Climeworks的使命和面临的主要挑战？

A：为减少温室气体，商业公司在走两条路，一条是减排，另一条是直接减少空气中的二氧化碳。Climeworks是少数专注于“直接从空气中捕集二氧化碳”的公司之一。Climeworks制造从空气中提取二氧化碳的机器，并将这些碳永久储存在地下。我们从实际操作经验和广泛的技术研发中获得了深刻的见解。作为从大气中去除数亿吨二氧化碳的解决方案组合的一部分，接下来如何以指数级方式扩大我们行业的产能至关重要。据分析师称，这个市场在2050年具有万亿美元的潜力。

Q：Climeworks将如何进一步降低成本？

A：我们希望通过扩大生产来大幅降低成本，包括以更便宜的价格批量购买材料，并在自动化工厂生产线上组装单元，而不是像现在这样手工制造。因为用于生产二氧化碳收集器的所有方法都可以很好地实现自动化。预计到2030年，捕获和移除一吨二氧化碳的总成本将在400美元到600美元之间。这个范围考虑了能源成本、工厂建设和政府对该行业的支持政策，还包括了封存环节。

Q：Climeworks的二氧化碳空气捕集技术有哪些可扩展性？

A：在这方面，Orca和Mammoth代表了Climeworks雄心勃勃的扩大计划。我们不断探索新市场，寻求扩大和全球化我们的产能。Climeworks被美国能源部选中，在美国建设3个潜在的DAC中心，每个中心每年能够捕集100万吨二氧化碳。此外，Climeworks正在肯尼亚探索直接空气捕集和储存项目，这将是非洲首个此类项目。随着其他类型的碳信用额度面临审查，Climeworks正在制定新的透明度标准。2023年，我们向微软、Shopify（跨境电商）和Stripe（网上支付）出售了第一批经过独立验证的二氧化碳去除信用额度，并签约了包括摩根大通在内的新客户。

Q：鉴于减少二氧化碳排放的紧迫性，Climeworks如何加速其技术在全球范围内的采用和实施？

A：Climeworks的碳去除服务为DAC行业树立了前所未有的标准。然而，仅靠Climeworks的努力不足以实现气候科学和负排放目标所要求的DAC行业的大规模扩大。我们需要汇聚各方力量，包括更多资金、支持性政策和法规等，以及能够大规模交付的供应链。

撰文— 贾琦 

编辑 — 邹健