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06-18
作者 |编辑郑玥|靖宇“硅谷钢铁侠”马斯克人生有两个目标，一是推广电动汽车，二是移民火星。
前一项已??经基本落实，后一项正在进行中，但什么时候落实还很难说。
现在马斯克有了第三个目标。
就在马斯克宣布斥资1亿美元收购Twitter的前几天，4月22日，他斥资1亿美元支持的碳清除竞赛公布了第一批大里程碑奖获奖者。
这15支队伍平分1万美元，各自展示了捕获、储存或利用空气中二氧化碳的独特技能。
他们都必须证明他们的技术每年可以消除数吨二氧化碳。
本次比赛的最终大奖将于2018年颁发，名将前三名将分别获得1万美元、1万美元和1万美元的奖金。
除了本次竞赛之外，上半年碳捕集技术领域发生的融资金额达数十亿美元。
4月初，瑞士初创公司Climeworks完成6.5亿美元融资； Alphabet（谷歌母公司）、Meta（Facebook和Instagram所有者）、Stripe、Shopify和麦肯锡联合启动了一项投资项目。
这些公司表示，他们将在未来十年进行投资。
投资 9.25 亿美元用于除碳技术。
有预测称，2018年碳捕集与封存相关商业项目总支出将达到44亿美元，2020年预计将达到1亿美元。
即使到2018年，碳捕集与利用的市场规模可能达到1亿美元。
这种“提取”排放的二氧化碳并将其储存的技术如何拥有价值数千亿美元的市场？更重要的是，它真的能解决气候问题吗？ 2020年1月21日，马斯克在推特上发起了这场碳清除竞赛。
马斯克在推文中表示，他将捐赠 1 亿美元，奖励卓越的碳捕获技术。
2月8日，美国非营利基金会XPRIZE宣布，由马斯克和马斯克基金会赞助的1亿美元碳清除XPRIZE于今日成立。
马斯克和 XPRIZE 基金会希望利用竞赛奖项来促进碳捕获技术的创新。
XPRIZE基金会是一个非营利组织，致力于通过竞争促进技术发展造福人类。
它成立于美国加利福尼亚州。
该竞赛旨在利用碳捕获技术解决人类面临的最大威胁：应对气候变化和重新平衡地球碳循环。
“时间就是生命！”挑衅性极强的马斯克在推文中呼吁大家“不惜一切代价”，希望“参与团队能够制定出可实施的十亿吨碳清除计划”。
》马斯克的呼吁 | 图片来源：XPRIZE官网截图 竞赛规则简单，要求参赛队伍展示现有每年去除数吨二氧化碳的技术方案，同时必须根据万吨规模建模进行成本估算二氧化碳去除量，证明未来如何实现每年去除10亿吨二氧化碳的长期目标，该竞赛于去年11月分阶段进行。
宣布举办“除碳竞赛”，并颁发了第一批学生组奖金总计1万美元的奖品，由23支队伍获得，一年后的4月22日，是该竞赛的第一批里程碑奖获得者。
公布的15支获胜队伍分别来自澳大利亚、加拿大、法国、冰岛、肯尼亚、荷兰、菲律宾、英国和美国，获胜者平分秋色。
里程碑奖为 10,000 美元，每个团队获得 10,000 美元。
与此同时，25 个学生团队每支获得了 20 万美元的支持。
四年后的2016年总决赛中，名将前三名分别获得了1万美元、1万美元、1万美元的奖金。
诱人奖励背后所需的核心技术“除碳”是一项已经存在很长时间的技术，解释并不复杂。
就是捕获、储存和利用空气中的二氧化碳。
专业术语称为碳捕集、封存和利用技术“CCSU”，它是在二氧化碳捕集和封存（CCS，Carbon Capture and Storage）的基础上加上“利用”（Utilization）。
除了马斯克之外，一直致力于气候问题的比尔·盖茨也花费了大量的时间和精力投资于碳捕获技术。
盖茨和他的气候基金投资了多家碳捕集公司——Carbon Engineering、Sustaera 和 Verdox Inc. 等。
两位超级富豪感兴趣的碳捕获技术背后，是气候问题的严重性——要实现碳中和的目标，光靠“减碳”是不够的，还需要“负碳”。
目前，人类为防止全球变暖做出了各种努力。
2016年制定的长期指导目标是将本世纪全球气温上升控制在工业化前水平的1.5℃以内。
去年26日在英国格拉斯哥举行的缔约方大会也要求各国做出承诺。
但全球变暖的趋势并没有放缓。
今年4月，世界气象组织国际气候变化专门委员会（IPCC）发布的最新气候公报表示，到2020年中期的一年将有可能成为有记录以来最热的一年，并且有50%的可能性较工业化前水平上升1.5℃，暂时达到《巴黎协定》设定的较低目标。
世界气象组织秘书长塔拉斯表示，1.5摄氏度这个数字并不是随机统计的。
该指标表明，气候变化将对人类和整个地球造成损害。
据IPCC预测，在一切照旧的情况下，到本世纪末全球平均气温可能上升最多6℃；为了将全球气温升高控制在2℃以内，每年需要净去除1亿吨二氧化碳，人类必须在21世纪末之前从大气中去除1000亿至1万亿吨二氧化碳。
人类社会的发展仍然离不开碳排放。
要实现碳中和、解决气候问题，必须将已经产生的碳“去除”。
马斯克赞助的竞赛针对的是直接去除空气中二氧化碳的技术。
“除碳”取决于技术和成本。
除碳竞赛的奖金获得标准只有一个，那就是团队的技术方案能够去除多少吨“碳”。
本次里程碑奖的15支获奖团队均需要具备平均每年清除数吨二氧化碳的能力，并有潜力扩大到每年10亿吨的碳清除能力。
三年后，有资格角逐 XPRIZE 碳捕获竞赛 10,000 美元大奖的团队还必须至少具备平均每年清除数吨二氧化碳的能力。
这15支团队的技术路径主要涉及空中、陆地、海洋和岩石，致力于降低碳捕获、运输、储存和利用各个环节的成本，或者提供更多有益的可能性，例如改善土壤、海洋环境。
空气脱碳空气途径是目前最重要的除碳途径之一，它直接从空气中捕获并储存二氧化碳。
据国际能源署称，自今年年初以来，各国政府已投入近 40 亿美元用于开发和部署直接空气捕获 (DAC)。
该路径也是本届里程碑奖中获奖最多的类别，共有六个项目。
从气路捕获二氧化碳的过程可以简单理解为首先通过装置收集空气中的二氧化碳，然后将收集到的二氧化碳储存或利用。
荷兰初创公司 Carbyon 正在致力于降低利用新材料从空气中捕获碳的成本。
它开发了一种具有巨大内表面的纤维膜材料，可以通过转鼓装置有效地捕获空气中的二氧化碳。
与类似技术相比，这种设计使其更加节能且制造成本更低。
成本——目标是实现 50 欧元/吨的二氧化碳捕集成本。
土地脱碳路径的主要思想是将二氧化碳与土地结合以达到去除的目的，包括利用土壤碳和生物炭等技术进行碳捕获和封存。
土壤中已经存在大量的二氧化碳，土壤碳库占陆地生态系统碳库的90%以上，是大气碳库的3倍。
这也为捕获二氧化碳提供了一个好地方。
该技术路径中，二氧化碳固化后的生物炭不仅可以实现稳定固碳，而且可以作为高效的土壤肥料。
五支获胜队伍遵循了这条道路。
美国爱荷华州立大学生物经济研究所（BEI）团队的核心碳封存技术“热解”过程中，生物质可以在无氧条件下加热，产生“生物炭”。
就其案例而言，该技术在一年内以生物炭的形式封存了多达 50,000 吨二氧化碳。
法国团队NetZero正在尝试从热带发展中国家的农业废物中提取碳并将其转化为生物炭。
该队址毗邻喀麦隆最大的咖啡加工厂，可直接获取咖啡壳，每年可生产约 1,000 吨生物炭。
三支团队走海洋之路，实现海洋脱碳，在捕获碳的同时改善海洋生态，扭转因二氧化碳过量导致的海水酸化问题。
其中，气候基金会开发的“海洋造林”系统，利用深水灌溉促进大型藻类生长，从而固定海水中的碳。
它捕获的碳可以储存数百年或数千年，并将极大改善原本贫瘠的海洋生态。
岩石脱碳 这次只有一位使用岩石路径的获胜者。
加拿大不列颠哥伦比亚大学的Carbin Minerals利用尾矿废料，通过碳矿化过程直接永久地去除大气中的二氧化碳，可以促进矿场的碳中和转型。
并同时生产能源转型所需的金属。
该技术具有捕获并永久储存十亿吨级大气二氧化碳的潜力，致力于解决采矿场这一碳排放大户的问题。
比赛中有中国队参赛。
在学生组中，来自世界各地的18支队伍从参赛队伍中脱颖而出。
每个团队获得了25万美元的奖励，其中两个来自中国。
东北大学的生物炭答案（AOB）团队利用钢厂的废热资源生产生物炭，以实现持久稳定的碳封存。
该技术的优点是可以低成本、低能耗、大规模应用。
另一支获奖队伍是海带农场职业（KFC），由来自河海大学、天津大学、上海海洋大学和中国水产科学院的学生和导师组成。
他们利用油气生产平台常用的系泊技术，培育大规模的海藻培育床，利用海藻的光合作用吸收二氧化碳，有潜力去除数千亿吨二氧化碳。
北京元初科技有限公司也进入了里程碑奖的60强决赛。
Original Technology的技术可以直接从大气或工业排放点源捕获二氧化碳，并将其矿化成具有高经济价值的碳酸钙产品。
该技术可实现低能耗、低成本、可持续、规模化的除碳效果，正在进行大规模产业化部署。
除了硅谷富豪捐赠的大奖赛外，“参赛者”如此“参与”的另一个重要原因是“碳捕获”市场已成为新趋势。
5000亿美元的新市场 虽然碳捕获技术并不新鲜，而且最早在中文搜索网站上能找到的学术研究也出现在2017年，但商业化进程一直很小。
截至年中，全球在运营的大型项目仅有约30个，每年锁定二氧化碳1万吨，仅占全球排放量的0.1%。
到目前为止，这项技术仍然存在很大的瓶颈。
大规模使用它来去除空气中的大量二氧化碳将是极其昂贵的。
但现在，随着全球对气候问题和碳中和的共识越来越强烈，相关市场的规模正在迅速扩大。
PICC《全球升温 1.5℃特别报告》提到了实现气候目标的七种方法，其中只有一种不包括碳捕获。
从碳捕集技术的减排贡献来看，根据联合国政府间气候变化专门委员会、国际能源机构、国际可再生??能源机构的预测，全球碳捕集、利用和封存对排放的贡献年内削减规模将达到1亿。
-16.7亿吨/年，2018年达到27.9亿-76.0亿吨/年。
在市场规模预测方面，挪威能源研究机构Rystad Energy的研究显示，全球碳捕集与封存总额将超过1亿美元未来三年。
预计 2020 年商业碳捕集和封存项目公布的总支出将从去年的 28 亿美元增至 44 亿美元。
市场咨询公司Lux Research的报告指出，到2020年，碳捕集与利用的市场规模可能达到10亿美元。
与国外相比，国内碳捕集项目的发展仍处于技术积累阶段，但需求和利用市场已经出现。
根据IEA（国际数据能源基金会）数据，中国碳中和目标下CCUS减排需求为：每年0.2-4.08亿吨、每年6-14.5亿吨、每年1.0-18.2亿吨。
2019年9月22日，CCUS被列入国家发布的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》重大绿色低碳技术。
今年1月29日，我国首个百万吨级CCUS项目——齐鲁石化-胜利油田CCUS项目正式竣工。
该项目捕获齐鲁石化生产过程中排放的二氧化碳，通过管道输送至80公里外的胜利油田，并储存在地下用于驱油增产。
然而，碳捕获的“受欢迎程度”一直受到质疑。
花费大量资金“过滤”如此大量的空气，对其最终目标——防止气候变暖的效果如何？首先，防止气候变暖，源头是控制温室气体排放，其中大部分是化石能源的使用。
人类对能源的需求不太可能消失。
如果化石能源不能大规模地被清洁能源替代，捕获和储存的二氧化碳最终将无法跟上燃烧化石燃料的排放量。
此外，该技术本身还面临成本瓶颈。
根据全球CCS研究所报告《TECHNOLOGY READINESS AND COSTS OF CCS》，碳捕集成本随着捕集源二氧化碳浓度的降低而增加：当二氧化碳浓度较高时（如化肥和煤化工厂等），碳捕集成本会增加。
目前捕集成本约为10美元/吨CO2；对于钢铁/水泥厂等较低浓度捕集源，碳捕集成本低至约 50 美元/吨二氧化碳；对于天然气发电厂等低浓度捕集源，目前的成本约为每吨二氧化碳 1 美元，甚至更高。
因此直接空气捕获技术是最昂贵的一种。
瑞士初创公司Climeworks在4月初刚刚筹集了6.5亿美元资金，目前每吨成本为100美元，预计到2020年该技术成本将降至100美元。
根据中金公司的报告，目前该技术的平均成本为每吨100美元。
国内化工行业CCS技术约为人民币/吨，其中碳捕集、封存、运输成本分别占56%、24%、19%。
也有人质疑这一技术流程是否能够真正减少碳排放。
2月份《自然-通讯》发表文章指出，注入二氧化碳可能会降低混凝土的抗压强度，而维持抗压强度所需的二次胶凝材料的碳排放、二氧化碳捕获、传输和储存过程中的排放也不容忽视。
在某些情况下，碳捕获和利用技术在混凝土行业的应用不仅不能减少排放，甚至可能排放更多的二氧化碳。
碳捕获技术在其商业化过程中也屡屡遇到障碍。
Climeworks 的二氧化碳吸收机器在获得 6.5 亿美元融资后仅两周就停止使用，因为运营商表示这些机器无法承受冰岛的冰冻温度。
据英国环境科学作者弗雷德·皮尔的文章称，15年前，英国航空企业家理查德·布兰森发起“维京地球挑战”，投资1万美元研究大气温室气体去除技术。
。
但在2017年，该项目悄然撤回。
弗里德曼在最近的一条推文中表示，该项目导致了“一堆噱头、糟糕的设计和没有赢家的失败”。
亿元奖金竞赛的背后，用商业推动气候问题的解决，或许是一段充满质疑的旅程，但却无法避免。
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