砸 1 亿美元奖励，这次马斯克要和碳「干到底」

从手艺到商业的碳捕捉路径若何解决天气问题？

「硅谷钢铁侠」马斯克有两小我私人生目的，一个是推广电动车，一个是移民火星。前一个基本已经实现，后一个正在举行中，但什么时刻实现欠好说。

现在，马斯克有了第三个目的。

就在马斯克宣布花 440 亿美元收购推特的前几天，4 月 22 日，他花 1 亿美元支持的除碳大赛宣布了第一批大奖里程碑奖的获奖名单。

这 15 支团队中分了 1500 万美金，各显神通地将空气中的二氧化碳捕捉并封存或者行使起来，它们都要证实自己的手艺可以每年去除 1000 吨二氧化碳。

这场大赛的最终大奖将在 2025 年揭晓，前三名将划分获得 5000 万美元、2000 万美元、1000 万美元的奖励。

除了这场大赛，上半年在碳捕集手艺领域发生的融资都以亿美元为单元。4 月初，瑞士初创企业 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 和麦肯锡联手提议一个投资项目，这些公司示意，他们将在未来十年投资 9.25 亿美元用于碳去除手艺。

在一些展望中，2022 年有关碳捕捉与封存商业项目的总支出就将到达 44 亿美元，预计 2023 年整年到达 110 亿美元，甚至到 2040 年，碳捕集与行使的市场规模可能到达 5500 亿美元。

这个把排放的二氧化碳再「抽」出来封存的手艺，若何有千亿美元市场？

更主要的是，它能否真的解决天气问题？

01

马氏「大奖赛」

2021 年 1 月 21 日，马斯克在推特提议这场除碳大赛。在推文中，马斯克称将捐赠 1 亿美元以奖励优异碳捕集手艺。2 月 8 日，美国非营利性基金会 XPRIZE 宣布，由马斯克和马斯克基金会赞助的 1 亿美元 XPRIZE 碳捕集大赛（$100M XPRIZE for Carbon Removal）克日确立。

马斯克和 XPRIZE 基金会想用竞赛奖励的方式，来推动碳捕集手艺的创新。XPRIZE 基金会本就是一家致力于以竞赛的方式推动手艺生长造福人类的非盈利组织，1995 年在美国加州确立。这场大赛旨在用碳捕集手艺解决人类面临的最大威胁：应对天气转变和重新平衡地球的碳循环。

「时间就是生命！」怂恿力极强的马斯克，在推文中呼吁人人「不惜一切价值」，希望「参赛团队能够构建可实行的十亿吨级碳去除方案。」

马斯克呼吁｜图片泉源：XPRIZE 官网截图

竞赛的规则简朴，需要参赛团队展示现有的每年去除 1000 吨二氧化碳的手艺方案，同时要以除碳 100 万吨的规模建模举行成本估算，证实未来若何实现每年 10 亿吨二氧化碳去除的久远目的，以赢得丰盛奖金。

大赛分阶段举行，去年 11 月，XPRIZE 基金会宣布了「碳去除竞赛」（Carbon Removal Competition）发放了第一笔学生组其余奖金共 500 万美元，奖金由 23 个团队获得。

一年后的天下地球日，2022 年 4 月 22 日，大赛的第一批里程碑大奖获奖名单宣布，15 支获奖团队来自澳大利亚、加拿大、法国、冰岛、肯尼亚、荷兰、菲律宾、英国和美国，中分了 1500 万美金的里程碑奖，每个团队获得 100 万美元。同时有 25 支学生团队划分获得 20 万美元的支持。

四年后，在 2025 年的决赛中，前三名将划分获得 5000 万美元、2000 万美元、1000 万美元的奖励。

诱人的奖励背后所需要的焦点手艺「碳去除」，是一项早就存在的手艺，注释起来也并不庞大，就是把空气中的二氧化碳捕捉、封存和行使起来。专业名词叫做碳捕捉、封存和行使手艺「CCSU」，是在二氧化碳捕集与封存（CCS，Carbon Capture andStorag）的基础上增添了「行使」(Utilization)。

除了马斯克，向来致力于天气问题的比尔·盖茨也花了大量时间精神投入到碳捕集手艺中。盖茨和他的天气基金，曾投资过多家碳捕集公司——Carbon Engineering、Sustaera 和 Verdox Inc. 等。

两大超级富豪同时看中的碳捕捉手艺背后，是天气问题的严重性——到达碳中和的目的，仅仅「减碳」不够，还需要「负碳」。

现在人类为阻止全球变暖已经作出了种种起劲，2015 年《巴黎协定》设定的指导性耐久目的，希望将本世纪全球的升温幅度控制在工业化前水平的 1.5℃内，去年于英国格拉斯哥召开的 COP 26 亦使各国作出答应。

但全球变暖的趋势没有减缓。

今年 4 月，天下气象组织国际天气转变专门委员会（IPCC）最新宣布的一份天气转达《全球升温 1.5℃稀奇讲述》称，2022 年至 2026 年中的某一年，将很可能成为有纪录以来最热的一年，而且有 50% 的概率比工业化前水平凌驾 1.5℃，这一数字暂时到达了《巴黎协定》设定的较低目的。

天下气象组织秘书长塔拉斯示意，1.5 摄氏度这个数字并不是随机统计数字，这个指标解释天气转变将给人类甚至整个地球造成损害。

凭证 IPCC 的估量，在一切照旧的情境下，本世纪末的全球平均气温最高可能会升高 6℃；若要在 2050 年要将全球气温上升幅度控制在 2℃以内，每年则需净移除 100 亿吨二氧化碳，人类必须在 21 世纪竣事之前，除掉大气中一千亿至一万亿吨 CO₂。

人类社会的生长依旧无法脱离碳排放，要实现碳中息争决天气问题，就必须将已经发生的碳举行「去除」。而马斯克赞助的大赛瞄准的，正是直接祛除空气中的二氧化碳的手艺。

02

「除碳」看手艺，

也看成本

赢得除碳大赛的奖金的尺度只有一个，就是看团队的手艺方案能去除若干吨「碳」。

本次里程碑奖的 15 支获奖团队都需要有实现年均去除二氧化碳 1000 吨的实力，而且要具备扩展至年均十亿吨规模除碳能力的潜力。三年后，有资格争取 XPRIZE 碳捕集大赛 5000 万美元大奖的团队，也同样最少要具有年均去除二氧化碳 1000 吨的能力。

这 15 支团队的手艺路径主要涉及空气、土地、海洋和岩石四个，致力于降低碳捕捉、运送、封存和行使这一些动作中各个环节的成本，或者提供更多有益可能，好比改善土壤、海洋的环境。

空气去碳

空气路径是现在最主要的碳去除途径之一，即直接从空气中捕捉并封存二氧化碳。凭证国际能源署的统计，自 2020 年头以来，各国政府已答应投入近 40 亿美元开发和部署直接空气捕集（Direct Air Capture, DAC）。该路径也是本次里程碑奖中获奖数目最多的一类，共有六个项目。

从空气路径捕捉二氧化碳的流程可以简朴明白为，先通过装置网络空气中的二氧化碳，再将网络到的二氧化碳封存或行使起来。

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荷兰初创企业 Carbyon 致力于用新的质料降低空气捕碳成本。其研制出一种有伟大内外面的纤维膜质料，通过转鼓装置快速摆动，可以有用地从空气中捕捉二氧化碳，这项设计使其相比同类手艺有着更高的能源效率和更低廉的制造成本——目的是实现 50 欧元/吨二氧化碳捕捉成本。

目的是实现 50 欧元/吨二氧化碳捕捉成本｜图片泉源：Carbyon 官网截图

土地去碳

土地路径的主要思绪为把二氧化碳和土地连系到达去除目的，包罗行使土壤碳和生物炭等手艺举行碳捕捉与封存。在土壤中，本就存在大量二氧化碳，土壤碳库在陆地生态系统碳库中占比到达 90% 以上，是大气碳库的 3 倍。这也给捕集到的二氧化碳提供了好去向，——这一手艺路径中，二氧化碳固化后的生物炭，既能举行稳固的碳封存，也可作为一种高效的土壤肥料。

有五个获奖团队接纳了这一起径。美国艾奥瓦州立大学生物经济研究所（BEI）的团队的固碳手艺焦点「热解」历程中，生物质可以在没有氧气的情形下被加热，发生的「生物炭」。在其案例中，该手艺在一年时间里以生物炭形式封存了多达 4600 吨的二氧化碳。

法国团队 NetZero 则实验从热带生长中国家的农业废弃物中提取碳，并将其转化为生物炭。该团队站点位于喀麦隆最大的咖啡加工厂旁边，能够直接获得咖啡壳，从中生产约为每年 1500 吨生物炭。

海洋去碳

走海洋路径的有三支团队，能够在捕碳的同时改善海洋生态并扭转过量二氧化碳导致的海水酸化问题。

其中 Climate Foundation 开发的「海上造林」系统，通过深水浇灌促进大型藻类生长，并以此牢靠海水中的碳。其捕捉的碳可封存数百上千年之久，并将使原本贫瘠的海洋生态获得大大改善。

岩石去碳

本次使用岩石路径仅有一位获奖者，来自加拿大不列颠哥伦比亚大学的 Carbin Minerals 行使尾矿废物，通过碳矿化历程直接从大气中永远去除二氧化碳，可促进矿场的碳中和转变，并同时生产能源转型所必须的金属。该手艺具有十亿吨级其余捕捉和永远封存大气二氧化碳的潜力，致力于解决矿场这个碳排放大户。

大赛中有中国团队的身影，学生组其余全球 18 支队伍从 4251 个参赛团队中脱颖而出，每支团队获得 25 万美元的奖励，其中有两支来自中国。

东北大学的 Answer of Biochar（AOB）团队行使炼钢厂的余热资源生发生物炭举行持久稳固的碳封存。该手艺的优势在于能够举行低成本、低能耗且大规模的应用。

另外一支获奖队伍是由河海大学、天津大学、上海海洋大学和中国水产科学研究院的学生与导师团结组成的 Kelp Farm Career (KFC)，他们运用在油气开采平台中常见的锚泊手艺培育大型海藻养殖床，行使海藻的光互助用吸收二氧化碳，具有去除千亿吨二氧化碳的潜力。

北京的原初科技有限公司也突入了里程碑奖的 Top 60 决赛圈。原初科技的手艺，可以直接从大气或工业排放点源中捕捉二氧化碳，并将其矿化成为具有高经济价值的碳酸钙产物。这项手艺可以实现低能耗、低成本、连续性、规模化的碳去除效果，并正在举行大规模产业化部署。

除了硅谷富豪捐助的大奖赛，「参赛者」们云云「内卷」的动力，另有一个主要缘故原由，就是「碳捕捉」这个市场已经成为新的风口。

03

五千亿美元的新市场

虽然碳捕捉手艺并不新鲜，中文搜索网站能查到的最早学术研究泛起在 2003 年，然则这个商业化历程一直以来规模很小。

住手 2021 年年中，全球只有约莫 30 个大型项目在运行，每年锁定 400 万吨二氧化碳，仅占全球排放量的 0.1%。到现在，这项手艺仍有很大瓶颈，要大规模使用到达去除空气中大量二氧化碳的水平，所需成本极高。

但当下，随着全球对天气问题和碳中和的共识越来越强烈，相关市场规模在急速扩大。PICC《全球升温 1.5℃稀奇讲述》里提到实现天气目的的七种实现途径，其中只有一种不包罗碳捕捉。

碳捕捉手艺的减排孝顺量方面，综合团结国政府间天气转变专门委员会、国际能源署、国际可再生能源机构的展望，全球碳捕集、行使和埋存减排孝顺量将在 2030 年到达 1.0 亿-16.7 亿吨/年，在 2050 年到达 27.9 亿-76.0 亿吨/年。

市场规模展望中，挪威能源研究机构 Rystad Energy 的研究解释，未来三年的全球碳捕集与封存累计将跨越 500 亿美元。其预计 2022 年宣布的有关碳捕捉与封存商业项目的总支出将到达 44 亿美元，高于去年的 28 亿美元，预计 2023 年整年到达 110 亿美元。市场咨询公司 Lux Research 2021 年的讲述指出，到 2040 年，碳捕集与行使的市场规模可能到达 5500 亿美元。

相较于外洋，海内碳捕捉项目生长仍处于手艺积累阶段，但需求和市场已经展现。凭证 IEA（国际数据能源基金会）数据，碳中和目的下中国 CCUS 减排需求为：2030 年 0.2-4.08 亿吨、2050 年 6-14.5 亿吨、2060 年 10-18.2 亿吨。

2021 年 9 月 22 日，我国出台的《关于完整准确周全贯彻新生长理念做好碳达峰碳中和事情的意见》中，CCUS 被列入绿色低碳重大科技。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 项目正式建成。该项目捕集齐鲁石化生产排放的二氧化碳，后通过管道运输到 80 公里外的胜利油田，封存到地下，用于驱油增产。

不外碳捕集的「走红」一直备受质疑。破费大量成本将云云重大的空气「过滤」，对于其最终目的——阻止天气变暖来说，事实有若干作用？

首先对于阻止天气变暖来说，源头是控制温室气体的排放，排放的大头是化石能源的使用。人类使用能源的需求不能能消逝，化石能源若是不能被清洁能源更大规模地替换，捕捉和封存的这点儿二氧化碳终究赶不上燃烧化石燃料的排放。

另外这项手艺自身面临着成本问题的瓶颈。据全球 CCS 研究所讲述《TECHNOLOGY READINESS AND COSTS OF CCS》，碳捕集成本随捕集源的二氧化碳浓度降低而升高：当二氧化碳浓度较高时（如化肥和煤化工厂等），碳捕集成本现在约莫为 10 美元/吨二氧化碳；对于钢铁/水泥厂等浓度稍低的捕集源，碳捕集成本最低约为 50 美元/吨二氧化碳；对于自然气发电厂等浓度更低的捕集源，现在的成本约莫为 100 美元/吨二氧化碳甚至更多。

以是直接空气捕捉手艺是最贵的一种。刚刚在 4 月初获得 6.5 亿美元融资的瑞士初创企业 Climeworks 现在的成本为每吨 600-800 美元，到 2030 年前该手艺的成本有望降至 250-300 美元。

凭证中金讲述测算，当前海内化工行业 CCS 手艺平均成本约为 403 元/吨，其中碳捕捉、封存、运输成本占比划分为 56%、24%、19%。

对于这项手艺历程能否真正减碳也存在质疑。2022 年 2 月揭晓于《自然-通讯》的一篇文章指出，注入二氧化碳可能会降低混凝土的抗压强度，而为了保持抗压强度所需的辅助胶凝质料生产的碳排放、二氧化碳捕集、传输和储存历程的排放等都不容忽视。在某些情形下，在混凝土行业应用碳捕集与行使手艺不仅不能减排，甚至可能排放更多的二氧化碳。

碳捕捉手艺在商业化历程中也一再碰钉子。Climeworks 吸收二氧化碳的机械在获得 6.5 亿美元融资后的两个星期就歇工了，谋划方示意，这是由于机械无法遭受冰岛的严寒。

据英国环境科学作者弗雷德·皮尔的文章指出，15 年前，英国航空企业家理查德·布兰森提议「维京地球挑战」，为一项大气温室气体移除手艺投资了 2500 万美元。但在 2019 年，这个项目静悄悄地撤下了。弗莱德曼在最近的一条推文中评价道，这个项目制造了「一大堆噱头、糟糕的设计和一场没有赢家的失败」。

1 亿元奖金的大赛背后，用商业推动天气问题的解决，可能是一条充满质疑，但又无法阻止的旅途。

参考文章：

https://spectrum.ieee.org/carbon-removal-x-prize-finalists

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_18242403

http://www.zhishifenzi.com/news/multiple/12364.html

https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2022/03/CCE-CCS-Technology-Readiness-and-Costs-22-1.pdf

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