从空气或工业中捕获二氧化碳并进行回收，听起来像是一个双赢的气候解决方案。温室气体不会进入大气层，从而使地球变暖，同时也避免了更多化石燃料的使用。
但并不是所有的碳捕获项目都能带来同样的经济和环境效益。事实上，有些甚至会加剧气候变化。
我在密歇根大学领导全球二氧化碳倡议，在那里我和我的同事研究如何将捕获的二氧化碳(CO₂)用于有助于保护气候的方式。为了帮助找出哪些项目会有回报，并使这些选择更容易，我们列出了最常见的碳源和用途的利弊。
用捕获的碳取代化石燃料
碳在我们生活的许多方面都起着至关重要的作用。化肥、航空燃料、纺织品、洗涤剂等材料都依赖于它。但是，多年的研究和世界正在经历的气候变化已经充分表明，人类迫切需要停止使用化石燃料，并从大气和海洋中清除因使用化石燃料而产生的过量二氧化碳。
一些碳材料可以用无碳替代品代替，比如使用可再生能源发电。然而，对于其他用途，如航空燃料或塑料，碳将难以替代。为此，正在开发捕获和回收碳的技术。
从海洋、大气或工业中捕获多余的二氧化碳，并将其用于新的目的被称为碳捕获、利用和封存(CCUS)。在处理捕获的二氧化碳的所有选择中，我和我的同事倾向于用它来制造产品，但让我们来看看所有的选择。
CCUS最好和最坏的情况
对于每种方法，二氧化碳的来源及其最终用途或处置的组合决定了其环境和经济后果。
在最好的情况下，这一过程将比以前在环境中留下更少的二氧化碳。一个强有力的例子是利用捕获的二氧化碳生产建筑材料，如混凝土。它将捕获的碳封存起来，创造出一种具有经济价值的产品。
一些方法是碳中性的，这意味着它们不会向环境中增加新的二氧化碳。例如，当使用从空气或海洋中捕获的二氧化碳并将其转化为燃料或食物时，碳会返回到大气中，但捕获碳的使用避免了对化石燃料中新碳的需求。
然而，其他组合是有害的，因为它们增加了环境中过量的CO 2的量。最常见的地下储存方法之一——提高石油采收率——就是一个典型的例子。
地下碳储存的利弊
多年来，项目一直在捕获多余的二氧化碳，并将其储存在地下多孔岩石的自然结构中，如深层盐储层、玄武岩或枯竭的油气井。这被称为碳捕获和封存(CCS)。如果操作得当，地质储存可以持久地从大气中去除大量的二氧化碳。
当二氧化碳从空气、水或生物质中被捕获时，这就产生了一个负碳过程——之后空气中的碳更少。然而，如果二氧化碳来自新的化石燃料排放，如燃煤或燃气发电厂，碳中和是不可能的。没有任何一种碳捕获技术能达到100%的效率，而且总有一些二氧化碳会逃逸到空气中。
捕获二氧化碳也很昂贵。如果没有产品可卖，地下储存可能成为一项昂贵的服务，最终由税收或费用支付，类似于支付垃圾处理费用。
降低成本的一种方法是出售捕获的二氧化碳以提高石油采收率-一种常见的做法是将捕获的二氧化碳泵入油田以从地下推出更多的石油。虽然大部分二氧化碳预计将留在地下，但结果是更多的化石燃料最终将向大气中排放更多的二氧化碳，从而消除了环境效益。
利用捕获的碳作为食物和燃料
由二氧化碳制成的短寿命材料包括航空燃料、食品、药品和金属加工中使用的工作液。这些物品不是特别耐用，很快就会分解，再次释放二氧化碳。但是产品的销售产生了经济价值，帮助支付了这个过程。
这些二氧化碳可以再次从空气中捕获并用于制造下一代产品，这将创造一个可持续的，本质上是循环的碳经济。然而，这只有在从空气或海洋中捕获二氧化碳的情况下才有效。如果二氧化碳来自化石燃料，那么当产品分解时，这些二氧化碳将被添加到环境中。因此，即使它再次被捕获，也会加剧气候变化。
将碳储存在材料中，如混凝土中
一些矿物和废料可以将二氧化碳转化为石灰石或其他岩石材料。用这种方法制造的长寿命材料非常耐用，寿命超过100年
一个很好的例子是具体的。二氧化碳可以与混凝土中的颗粒发生反应，使其矿化成固体形式。其结果是一种有用的产品可以出售，而不是储存在地下。其他耐用产品包括用于道路建设的集料、用于汽车、航空航天和国防的碳纤维以及一些聚合物。
当这些材料由从大气中捕获的二氧化碳而不是新的化石燃料排放制成时，它们提供了环境影响和经济效益的最佳组合。
明智地选择你的碳项目
CCUS可能是一个有用的解决方案，各国政府已经开始投入数十亿美元用于其开发。必须密切监测，以确保碳捕获技术不会延迟化石燃料的逐步淘汰。这是所有人的努力，将CO₂来源和处置的最佳组合在一起，以社会负担得起的成本实现快速扩展。
由于气候变化是一个如此复杂的问题，正在危害全世界的人们以及子孙后代，我认为当务之急是不仅要迅速采取行动，而且要深思熟虑，并以证据为基础。
全球二氧化碳倡议组织的弗雷德·梅森、格里·斯托克斯、苏珊·范西和斯蒂芬·麦考德对本文也有贡献。
Volker Sick是高级能源研究的DTE能源教授，也是密歇根大学的Arthur F. Thurnau教授。
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希望本篇文章《并非所有碳捕获项目都能有效改善气候》能对你有所帮助！
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