一家初创公司在洛杉矶港开始了一项独特的实验，以电化学方式处理海水并安全储存碳。

洛杉矶港是一项新的高风险科学实验的所在地。 在那里，一艘 100 英尺长的蓝色驳船装饰着五排椭圆形橄榄色储罐，水平放置在船头，而船中部则堆放着一堆大型金属盒子、透明管道、水箱和电子设备。 加州大学洛杉矶分校发明的这种不协调的技术组合被称为“SeaChange”，其创造者的野心是利用浩瀚的海洋去除大气中数十亿吨的二氧化碳，以避免灾难性的气候变化。

海洋已经是地球上最强大的碳清除工具。 但我们需要它（或其他东西）做更多的事情来实现净零排放。 这家初创公司认为它有解决方案：从海洋中提取海水并对其进行喷射以去除和储存碳。

在接下来的几个月里，驳船上的试点项目将每天吸收一个后院游泳池的海洋，并将其通过装有称为流动电解器的设备的蓝灰色大盒子。 电化学过程导致碳酸钙（一种类似石灰石的固体材料）从海水中沉淀出来并捕获液态二氧化碳。 然后，脱碳海水中注入从大气中提取的二氧化碳，并以与以前相同的化学成分返回海洋。 加州大学洛杉矶分校碳管理研究所所长高拉夫·桑特 (Gaurav Sant) 表示，这样可以精确计算清除的二氧化碳，同时消除可能对海洋造成的不利环境影响。 SeaChange 还生产绿色氢作为副产品，可用于为该过程提供动力。 

桑特在四月中旬的试点项目揭幕仪式上表示：“我们从这些系统中学到的知识将为技术的设计和规模化提供信息。” “它将进入每年处理数千吨二氧化碳的工厂，然后它将进入处理数百万吨二氧化碳的商业规模工厂。”

研究人员预计，SeaChange 每处理一吨海水，可以从大气中吸收约 10 磅（4.6 公斤）二氧化碳，相当于一辆汽车行驶 2 英里（12 公里）时的平均尾气排放量。 研究人员表示，该试点项目的设计目标是在试验期间每天处理超过 19 吨的垃圾。 封存 50 吨二氧化碳需要处理 1 吨海水。 在此过程中，SeaChange 还产生约 220 磅（75 公斤）的氢气。 Sant 和他的同事的目标是以每吨 35 美元以下的价格封存二氧化碳，这个价格已成为实现碳去除成本效益的圣杯。

不仅要阻止而且要扭转大气中二氧化碳的增加，还需要从空气中去除十亿吨（即数十亿吨）的二氧化碳。 海洋科学家表示，依靠海洋来完成如此艰巨的任务可能会给海洋生物带来不可预见的后果。 

在 24 个月的时间里，SeaChange 项目已经从实验室实验转变为工作原型工厂。 加州大学洛杉矶分校的研究人员成立了一家名为 Equatic Inc. 的初创公司，将这项技术商业化并销售碳信用额和氢气。 Sant 是 Equatic 的创始人兼联合领导人，他拒绝透露该初创公司的资金情况，但指出该公司“资金非常充足，已筹集了数百万美元”。

美国能源部能源高级研究计划局 (ARPA-E) 项目主任 Douglas Wicks 表示：“他们的进展非常快。”该机构于 1 年向科学家们提供了 2022 万美元的资助。

威克斯说，当他去年夏天第一次参观加州大学洛杉矶分校实验室时，研究人员向他展示了一个信用卡大小的 SeaChange 处理单元。 当威克斯九月份回来时，它已经是书本大小了，六个月后，他站在洛杉矶的驳船上。 该集团还在新加坡运营第二个试点项目。

“他们的扩展能力给我留下了深刻的印象，”威克斯说。 “我完全期望他们能够实现商业部署目标。”

然而，哥伦比亚大学萨宾气候变化法中心副主任 Romany Webb 表示，这种速度可能会超过政府有效监管大型海洋二氧化碳清除项目的能力，这些项目正在吸引越来越多的投资者的兴趣。 她指出，虽然许多现有的州、国家和国际法律可以适用于此类企业，但它们可能还不够。 

哥伦比亚法学院副研究学者韦伯表示：“我们需要考虑部署这些活动的法律框架，并确保这些活动以利益最大化、潜在风险最小化的方式进行。” 她补充说，制定程序来验证海洋二氧化碳清除项目（CDR）商业运营商产生的碳信用额的有效性至关重要。 

请参阅相关文章： 欧盟宣布价值 816.5 亿欧元的海洋保护承诺

Sant 表示，Equatic 在洛杉矶的试点项目是在美国环境保护署颁发的船舶通用许可证的条件下运营的，该许可证监管商船压载水的排放。 大型 Equatic 发电厂很可能位于沿海土地上，不过桑特表示，也有可能将它们放置在离岸风电场附近的海洋中，为这些项目提供电力。 

尽管 Equatic 迄今为止在扩大 SeaChange 方面取得了成功，但与每家 CDR 初创公司一样，它距离证明其技术可以在有意义且具有成本效益的规模上发挥作用还有很长的路要走。 该技术对环境的影响仍然存在重大障碍和问题。 

研究人员在 2021 年《ACS 可持续化学与工程》杂志上发表的一篇论文中称 SeaChange 的能源需求“巨大”。 他们估计，为了将全球气温上升控制在 1.5 摄氏度（2015 年巴黎协定设定的理想目标），Equatic 需要到 10 年每年封存 2 十亿吨二氧化碳，大约是目前排放量的四分之一。 （其他团体对世界需要从大气中去除多少碳提出了不同的估计。）这将需要花费 2050 万亿美元建设太阳能发电站，为近 1.4 个 Equatic 脱碳工厂供电。 

Sant 表示，在过去两年中，Equatic 提高了该技术的能源效率，工厂所需的电力比最初预期的要少。 该公司目前估计需要 2 兆瓦时的电力才能消除 1 吨二氧化碳。 现场生产的氢气可以满足一半的能源需求。 （根据美国能源情报署的数据，美国家庭平均每月消耗略低于 2 兆瓦时的电量。） 

夏威夷大学海洋学家 David Ho 认为，按照 Equatic 倡导的规模为基于海洋的 CDR 提供动力所需的可再生能源的大规模增长，可以更好地用于减少化石燃料的使用。 

“到本十年末，我们必须将排放量减半，这才是重点，”Ho 说道。Ho 创立了一个名为 [C]worthy 的非营利组织，负责制定验证海洋二氧化碳清除情况的协议。 “除非我们拥有无限的可再生能源，否则将其用于此类技术是没有意义的。” 

其他基于海洋碳的 CDR 方法包括用铁给海洋施肥以刺激浮游植物的繁殖、添加矿物质以提高海洋吸收碳的能力或种植封存二氧化碳的海藻种植园，然后将大型藻类沉入海底。 鉴于海洋地球化学的复杂性，这些提议引起了人们对量化和验证二氧化碳去除量的困难的担忧，以及对海洋生态系统未知影响的担忧。 

当其他海洋 CDR 公司提出试验项目时，这些风险引起了当地的反对。 上个月，英国康沃尔郡沿海社区的 300 多名冲浪者、企业主、政治家和居民在海滩上集会，抗议加拿大初创公司 Planetary Technologies 计划在延伸至圣路易斯的废水管道中添加一种可降低海洋酸度的化合物。 .艾夫斯湾。 

加州大学洛杉矶分校的研究人员设计了 SeaChange 来回避这些问题。 “我们的工艺可以确保我们既可以固碳，又不会对我们吸收的海水产生负面的增加或减少，以确保我们对当地生态系统的影响最小或没有影响，”副教授但丁·西蒙内蒂说。加州大学洛杉矶分校化学和生物分子工程博士，Equatic 联合创始人兼技术主管。 

不过，SeaChange 对海洋生物的潜在影响尚未得到研究。 “我们已经委托进行了详细的环境影响评估，以了解大规模实施我们的技术的影响，”桑特说。

根据 Sant 于 2023 年与人合着的一篇论文，该技术将产生数百万吨碳酸钙颗粒物，对气候产生有益影响。

加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的海洋生态学家丽莎·莱文表示，这可能会对海洋产生不利影响。 

Levin 表示：“这些颗粒的危险在于它们会影响光的穿透性，动物很容易将它们误认为是食物并吃掉它们。”Levin 是 XNUMX 月份发表在《科学》杂志上的一篇论文的主要作者，该论文研究了基于海洋的 CDR 对深海的潜在影响。 。 “如果它们真的落入海底，那么它们会形成一层沉积物，可能会损坏海底的任何东西。” 

桑特说，洋流会迅速分散碳酸钙颗粒，以防止其积聚在一处并使水浑浊。 

莱文表示，Equatic 植物处理的大量海水也可能对海洋生物构成威胁。 根据 10 年的论文，每年封存 3,500 亿吨二氧化碳需要处理 2021 亿吨海水。 “每当你吸入大量的水时，你就会吸入水中的所有生物，包括小动物、浮游生物、无脊椎动物幼虫和鱼类幼虫，”莱文说。 她指出，在已经吸收大量海水的海水淡化厂和其他工业设施中安装 Equatic 装置可以减少这种影响。 

“这是我们以前从未真正实现过的工业化规模，”桑特说。 “因此，这些技术的成功不仅在于技术本身，还在于构建它们的速度。”

资料来源：彭博社