冰岛西南部亨吉尔火山周围被风吹过的山谷点缀着温泉和蒸汽喷口。来自世界各地的徒步旅行者来到这里见证其令人叹为观止的风景。即使是绵羊在柔和的北欧光线下也很上镜。
就在这一切自然美景的中间，矗立着一座高耸的金属结构，类似于四块巨大的乐高积木，两排六个呼呼的风扇横过每一排。这是一个看起来真正具有未来感的装置，就像科幻电影中的东西。
人类向大气中排放了如此多的二氧化碳 (CO2)，以至于像巨大的真空吸尘器一样，像这样的机器正被用来真正地将气体吸回，试图减缓气候危机并防止其造成一些最具破坏性的后果。
Orca 工厂——它的名字来源于冰岛语中的能源词——被称为“直接空气碳捕获设施”，它的创造者和运营商、瑞士公司 Climeworks 和冰岛公司 Carbfix 说它是世界上最大的。
Orca 的目标是帮助世界实现净零排放——我们从大气中清除的温室气体与我们排放的一样多。科学家们说，仅仅减少我们对化石燃料的使用不足以避免灾难;我们还需要清理数百年来造成的一些混乱。
Orca 是一个令人沮丧的象征，表明事情已经变得多么糟糕，但同样，它可能是帮助人类摆脱危机的技术。
“作为人类，我们已经破坏了自然碳循环的平衡。因此，恢复平衡是我们的工作，”Carbfix 的首席执行官兼化学工程师 Edda Aradóttir 说。“我们正在协助自然碳循环找到它之前的平衡，所以至少对我来说，这完全有道理——但我们必须明智地使用它，”她说。
它于上个月开业，目前每天可去除约 10 公吨二氧化碳，这与美国每天 800 辆汽车排放的碳量大致相同。这也与500 棵树一年吸收的碳量大致相同。
这是一个良好的开端，但从大局来看，它迄今为止的影响微乎其微。人类每年通过我们驾驶的汽车和乘坐的航班、我们用来取暖的电力以及我们吃的食物(尤其是肉类)以及其他活动排放约 350 亿吨温室气体。
所有这些二氧化碳都在空气中积聚，在那里它就像温室的玻璃一样，在大气中捕获比地球进化所能承受的更多的热量。
这就是用于 Orca 的称为碳捕获和储存 (CCS) 的技术的用武之地。
“碳捕获和储存不会成为气候变化的解决方案，”Carbfix 地质学家 Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir 告诉 CNN。
“但这是一个解决方案。它是我们需要实施的众多解决方案之一，才能实现我们必须达到的这个大目标。”
她补充说：“首先，我们必须停止排放二氧化碳，我们必须停止燃烧化石燃料，这是向大气排放二氧化碳的主要来源。”
“魔法”是如何发生的
Orca 机器使用化学过滤器来捕获吸热气体。“风扇”或金属收集器吸入周围的空气并过滤掉二氧化碳，以便将其储存起来。
据美国宇航局科学家称，在过去的 300 万年中，地球大气中二氧化碳的浓度在任何其他时间点都可能没有这么高。但在超过百万分之 410 的水平下，要真正捕获大量的二氧化碳，需要大量空气通过这些机器。
“正在发生的事情是空气中的二氧化碳是一种酸性分子，在收集器内部我们有碱性。酸和碱相互中和，”Climeworks 联合首席执行官 Christoph Gebald 告诉 CNN。“这就是发生的魔法。”
在两到四个小时内，过滤器的表面几乎完全被二氧化碳分子饱和——就像 Gebald 所说的那样，就好像“没有停车位了”。
“然后我们停止气流，我们将内部结构加热到大约 100 摄氏度，在这个温度下，二氧化碳分子再次从表面释放出来，它们跳回气相，我们把它吸出来。”
由于该过程需要高温，Orca 工厂需要大量能源。这个问题在冰岛很容易解决，那里的绿色地热能很丰富。但在全球范围内扩展可能成为一项挑战。
Orca 的机器只是从空气中去除二氧化碳的一种方式。其他方法包括从源头捕获气体——如水泥厂的烟囱——或在燃烧前将其从燃料中去除。这包括将煤或天然气等燃料在高温高压下暴露于氧气或蒸汽中，以将其转化为氢气和二氧化碳的混合物。然后分离出氢气并可以燃烧，同时碳排放量要低得多。然而，当该工艺用于天然气时，甲烷排放可能是一个问题。
CCS 产生的碳可用于其他目的，例如用塑料制造物品而不是使用石油，或用于食品工业，使用二氧化碳将汽水放入饮料中。但是需要捕获的数量远远超过世界其他地方对二氧化碳的需求，这意味着其中的大部分都需要“储存”。
在 Orca，这种情况发生在距离真空仅几百米的几个冰屋状结构中，在这些结构中，气体与水混合并注入地下 800 米左右。在那里，二氧化碳与海绵状火山岩发生反应并矿化，而水则流走。
排放危机
政府间气候变化专门委员会 (IPCC)的最新科学报告显示，世界需要在未来十年内将温室气体排放量减少一半，并在 2050 年实现净零排放，才有可能阻止全球变暖比工业化前水平高 1.5 摄氏度。
气温升至 1.5 度以上，世界就会越多地经历极端天气事件——无论是强度还是频率——如干旱、飓风、洪水和热浪。
CCS 技术听起来像是完美的解决方案，但它仍然存在很大争议，不仅仅是因为它需要大量的能量。它的批评者说，世界应该以零排放为目标，而不是净零排放。
但科学共识非常明确：一定程度的碳捕获将很快成为必要。IPCC 估计，即使排放量急剧下降，为了将温度升高保持在 2 度以下，到 2100 年之前每年也需要去除 100 亿至 200 亿吨二氧化碳。
“我不认为碳捕获是灵丹妙药，因为没有灵丹妙药，”伦敦帝国理工学院化学工程系专门研究碳捕获的研究员 Nadine Mustafa 说，他没有参与 Orca。
“并不是说我们要通过使用可再生能源来解决所有问题，或者我们要使用碳捕获和存储，我们将用它来解决所有问题。我们将需要一切，尤其是因为我们已经落后于我们的目标。”
石油和天然气的联系
CCS 的反对者认为，该技术只是化石燃料行业推迟其不可避免的消亡的另一种方式。
虽然他们不参与 Orca 工厂，但化石燃料巨头主导着该行业。根据支持 CCS 的智囊团 Global CCS Institute 编制的数据库，目前全球89 个正在运营、在建或处于开发后期的CCS 项目中，绝大多数由石油、天然气和煤炭公司运营.
几十年来，石油公司已经拥有并使用这项技术来捕获碳，但他们并没有完全做到减少排放——具有讽刺意味的是，他们的动机一直是开采更多的石油。那是因为它们去除的二氧化碳可以重新注入几乎枯竭的油田，并且比常规方法多出 30-60% 的石油。该过程被称为“提高石油采收率”，这也是 CCS 仍然存在争议的主要原因之一。
化石燃料公司也在投资新的碳捕获技术，从空气中去除二氧化碳——就像 Orca 的机器所做的那样——所以他们可以争辩说他们正在“抵消”他们在通常的过程中无法捕获的排放。随着世界向可再生能源过渡，这是延缓化石燃料不可避免的消亡的一种方法。
还有另一种方式来看待它。
化石燃料公司有大笔资金投资这项昂贵的技术，考虑到化石燃料是迄今为止气候变化的主要驱动力，可以说他们有责任为可能是最大的环境灾难买单——在人类历史上。
全球化石燃料行业价值数万亿美元。根据 Refinitiv 为 CNN 编制的数据，在 2019 年，即大流行前的最后一年，公开上市的化石燃料公司的利润为 2500 亿美元。这个数字不包括全球最大的石油公司沙特阿美，该公司直到 2019 年 12 月才公开上市。该公司当年的收入为 880 亿美元。
“这是一个可以过渡到向整个社会提供这项服务的团体，”零排放平台 (ZEP) 主席格雷姆·斯威尼 (Graeme Sweeney) 说，该平台是欧洲 CCS 最有力的倡导者之一。该集团担任欧盟委员会的顾问，并从该委员会获得部分资金，包括研究小组、欧洲工会联合会以及许多世界上最大的石油公司，包括壳牌、道达尔、Equinor、埃克森美孚和 BP。
在斯威尼看来，提供这项技术甚至可能是化石燃料行业开始弥补气候危机的机会。
“从某种意义上说，如果这不是他们做出的贡献，那将是奇怪的，”曾在壳牌工作了 30 年的斯威尼说。
当被问及未来是否应该使用 CCS 来允许更多的化石燃料生产——这是气候活动家担心的事情——Sweeney 说：“如果我们对此进行适当的监管，那么它将产生一个与 2050 年净零兼容的结果......什么是问题?”
这项技术中剩下的一个风险是储存碳可能对地球，或者至少是它的直接环境产生的影响。IPCC 在其关于碳捕获和储存的特别报告中表示，迄今为止最大的风险来自潜在的泄漏。突然大量释放二氧化碳将是极其危险的。在空气中，大约 10% 的二氧化碳浓度是致命的，但更低的浓度也会导致健康问题。
这是一个巨大的风险。
但是使用深海存储的想法并不新鲜，并且已经使用了一段时间。在挪威的 Sleipner 气田，从 1996 年开始向地下注入二氧化碳。该场地一直受到密切监测，除了第一年出现的一些问题外，在其运行的 25 年中没有出现任何问题。
Snæbjörnsdóttir 是 Orca Carbfix 的 CO2 矿物储存负责人，他说他们在冰岛使用的矿化过程消除了泄漏的风险。植物周围的玄武岩 - 是火山岩 - 是理想的地质储存场所。
Snæbjörnsdóttir 说：“这些岩石的渗透性非常好，所以它们有点像海绵，而且你有很多裂缝供充满二氧化碳的流体流过，所以它矿化得非常快。”
Snæbjörnsdóttir 站在注射点旁边，抓起一块结晶碳酸钙，这里被称为冰岛晶石，将它放在阳光下。“这是大自然将二氧化碳转化为石头的最美丽方式，”她说，岩石上的微小反射在她周围的墙壁上跳舞。
“一旦你将二氧化碳矿化，它就会永远留在那里。”
