11月3日，第五屆世界頂尖科學(xué)家論壇先導(dǎo)論壇拉開序幕。在上午的“零碳”未來論壇上，來自全球的頂尖科學(xué)家展示了多元的碳中和前沿技術(shù)，探討著實(shí)現(xiàn)零碳發(fā)展的種種科學(xué)路徑。
與會(huì)專家一致認(rèn)為，減排、固碳和碳循環(huán)是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的主要科學(xué)路徑，借助高效減排技術(shù)、先進(jìn)控碳技術(shù)、末端捕碳技術(shù)、綠色材料等科技力量將加速全球能源的“綠色轉(zhuǎn)型”。
在流動(dòng)空氣中就能進(jìn)行碳捕捉
全球的氣候變化，與人類息息相關(guān)。熱浪、森林大火、暴風(fēng)……這些極端氣候變得越來越頻繁；在極度干燥的情況下，各種各樣的昆蟲傳播疾?。豢諝赓|(zhì)量、食品安全、水質(zhì)等等，這些人們生活的必需品都受到碳排放問題和氣候變化的影響。要解決氣候變化問題，控制二氧化碳的排放必不可少。
“實(shí)現(xiàn)碳捕捉的材料有一些最低要求，比如說表面積、能量要非常大，同時(shí)水的穩(wěn)定性、氧化的穩(wěn)定性也要好，另外還要有可循環(huán)的穩(wěn)定性，可再生的溫度……”2018年沃爾夫化學(xué)獎(jiǎng)得主、加州大學(xué)伯克利分?；瘜W(xué)冠名講席教授奧馬爾·亞基（Omar M. Yaghi）介紹，我們通常在兩種濃度情景中進(jìn)行碳捕捉，一種是在碳濃度5%-16%時(shí)，像燃燒石油、天然氣的時(shí)候；另一種是從大氣里直接進(jìn)行碳捕捉，這時(shí)濃度只有0.04%。
正在新興的化學(xué)材料，通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)把分子重新鏈接在一起，形成一種“強(qiáng)鍵”的晶體結(jié)構(gòu)。“這些網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)有兩維、三維的結(jié)構(gòu)，用它們來打造的堅(jiān)固材料，可以在空氣中直接捕捉二氧化碳，并在設(shè)備里保留很長時(shí)間?！眾W馬爾·亞基說，比如有人研究出的新材料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)十分規(guī)則，吸收能力十分強(qiáng)，能從生產(chǎn)水泥的氣體中直接高效地進(jìn)行碳捕捉，“這一應(yīng)用十分重磅，對(duì)碳捕捉來說是一大突破。”?
零碳轉(zhuǎn)化不容忽視
中國工程院院士、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授金涌認(rèn)為，“碳中和”面對(duì)幾大挑戰(zhàn)：二氧化碳排放總量大、須與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步進(jìn)行、須保持強(qiáng)大的制造業(yè)。中國制造業(yè)占全球近30%，相當(dāng)于美國、日本、德國之和，但是高端制造業(yè)少，利潤較低，這就需要將碳排放合理轉(zhuǎn)化。
要實(shí)現(xiàn)“零碳”，不僅僅是碳捕捉、碳封存，“我們能否采用一些技術(shù)把二氧化碳轉(zhuǎn)化成能夠利用的能源呢？”論壇上，2015年麥克阿瑟天才獎(jiǎng)得主、加州大學(xué)伯克利分校能源冠名杰出講席教授楊培東拋出了問題。事實(shí)上，一些技術(shù)正在通過電分解、電催化等手段，把二氧化碳變成三氧化碳或變成其他一些物質(zhì)，形成具有不同物理化學(xué)性質(zhì)的不同化合物，之后通過一些選擇性來使得它們進(jìn)行分離，進(jìn)行復(fù)合，使得它們變成可以利用的材料。
生化技術(shù)在零碳轉(zhuǎn)化過程中，不容忽視。金涌介紹，比如藻類的利用，海洋浮游生物、細(xì)菌、藻類、紅樹林吸收了30%人類活動(dòng)所排放的二氧化碳；在微藻中加入蛋白質(zhì)和二氧化碳，陽光利用率為陸生植物的數(shù)倍；再如二氧化碳也可作為氣體肥料，有數(shù)據(jù)表明，如果在大棚中二氧化碳的含量從400ppm上升到1200ppm，可增產(chǎn)20%-30%。
