Wednesday, November 10, 2021

硅谷新技術:實行大氣層碳清除

我曾經介紹過一次「地球工程」,在不得已的情況下啟用,來比較迅速地阻止全球氣候升溫甚至降溫。今年的COP26再提這個話題,氣候工程的專家Peter Fiekowsky發表講演和回答有關地球工程的問題,大概是因為環境惡化實在太快,其它一切的減碳和適應項目幾乎都來不及了。搜索一下FieKowsky,找到一個他前年在COP25參與的關於氣候「恢復」的答問,回答了不少問題,一共不到半小時,決定翻譯介紹一下。



研討會由科學家氣候警告基金會(Scientists Warning)的Stuart Scott和Regina Valdez主持,嘉賓除了Fiekowsky,另一位前沿科學家是Peter Wadhams。下面我用Q代表兩位主持人的發言,F和W分別代表Fiekowsky和Wadhams。

簡介: 今天的嘉賓是Peter Fiekowsky博士,他是麻省理工學院物理系畢業的學生,現在是氣候恢復基金會的主席。還有Peter Wadhams博士,他是劍橋大學的榮譽教授,現在在義大利一所大學任教。這個人乘坐核潛艇跑到北極冰帽底下做研究40年--他不是從衛星上看北極,憑這我覺得他就該得諾貝爾獎。他2016年出版一本書《A Farewell to Ice》,迄今已翻成8種語言。今天我們要談的題目是「氣候恢復」。

Q:甚麼是「氣候恢復」?它和這次COP大會上別人談的話題有甚麼不同?

F:氣候恢復的目標是給我們的後代一個安全的生活環境,讓他們能夠(在某種意義上)和我們年輕時一樣,健康地生存下來。明確地說,就是讓他們有一個二氧化碳含量低到一定程度的大氣層,和人類過去能夠長期生存下來的環境差不多。也就是說,在2050年以前將溫室氣體保持在萬分之三以內的濃度,讓我們對於人類繼續生存下去能夠很有把握。

Q:那麼這和這次COP全體大會上別人正在協商的內容有甚麼不同?

F:大會的注意力現在主要集中在如何實現「淨零排放」,這個目標如果在1970年代是很好的,那時大氣中的二氧化碳濃度還不太高,人類生存沒有問題。現在隨著溫室氣體的濃度增高,我們需要從大氣層中除掉它們了。但是政策還沒有調整過來,我們仍然在向淨零排放的方向努力:談論減少排放,就是mitigation,緩和破壞的速度;談論氣候適應,就是climate adaption,致力於在變化的氣候下生存下來;我們這裡談的是氣候恢復,climate restoration是凳子的第三條腿,要從大氣中除去那些攔阻地球散熱的溫室氣體(也叫做「負排放」),爭取恢復到人類和物種生存所要求的環境。

Q:我們這段時間內是不是一直在欺騙自己呢?其實減少排放、mitigation 根本不夠吧?

W:也許只是氣候恢復技術還沒有興起,人們不知道大氣中的CO2可以人工捕獲和移除,只知道減少排放,甚至有人連減少碳排放都感到沒有必要,因為人的本性是不願意改變生活方式。現在其實負排放在技術上已經可行了,但需要將價格降低。我們知道有一部分CO2能夠在大氣層中存留3萬年--太久了,等於越累積越多,濃度不會自然減少,結果任何排放都會讓氣候越來越暖。如果我們減少排放,那麼只是減緩了氣候變暖的速度而已,氣候仍然在變暖。所以唯一解決辦法是將大氣中的碳盡快移除,降低CO2的水平。

F:對我來說,老了是覺得有些受騙。我參與氣候工作只有6年,我讀大學的時候談論氣候問題就再清楚不過,知道工業釋放CO2進入大氣層無法不累積增加和影響氣候,人類如果想要生存下去,必然要做清潔環境的工作,我以為這工作隨便誰都能做。沒想到別人都不知道這個明顯的發現。...正如Wadhams說的,科學家不知道如何可能將CO2從大氣層中移除,以為不可能,然而工程師知道能夠做,他們不知道科學家正在討論這個需要,不然只要琢磨如何擴大規模和降低價格、提高效率就可以了。後來我搬到硅谷,成為比較有工程師頭腦的人,才發覺我們若想要做是可以做到的。現在我又意識到搞這種氣候改造工程需要改造文化,需要各國聯合協作...所以我今天來到這裡,聽見大家在談論降低排放到淨零,沒有人想說這是個謊言...

Q:不是謊言,但是個不完整的實際--我們的確必須盡快達到零排放。

F:對了。謝謝!我自己考慮零排放問題很多年,後來才發覺受到了誤導,人類正往無法繼續生存下去的方向前進,年輕人告訴我們不能再這樣下去。這樣,我們才轉過來考慮氣候恢復問題,因為人類和各種生物需要一個沒有這麼多溫室氣體的環境,這很重要。

Q:能夠把二氧化碳從空氣中移除的概念很好,但我們能不能避免那麼大的難題和冒險,只用某些小工具讓人能夠在住處附近捕獲和清除二氧化碳?我聽說甲烷是另一種很厲害的溫室氣體,這幾年多多釋放進入大氣層,能不能也做些小規模的甲烷捕獲和清除呢?或是甲烷與二氧化碳的情形完全不同?

W:我想甲烷的情況不同。甲烷的影響極其嚴重,但時間很短。比如我們發現甲烷在北冰洋水下排放,會在地球升溫方面造成巨大災難,但它10年後就會從大氣層中自行氧化消失,不像二氧化碳,若不清除,有一部分CO2會永遠存留在大氣層中。

Q:所以從外行人看,清除二氧化碳就好像使用空氣清潔過濾器來潔淨空氣,我的理解對嗎?

F:你最好看看大自然過去的清潔過程和方式。我們這個星球大氣層中的CO2含量曾一度達到現在的10倍--大自然自行清除了相當一部分CO2,現在有99%是存放在石灰石中,很多也存在石油和煤炭中--當然我們又把那些礦石開採利用,把碳重新釋放回去--我們現在需要把大氣中的碳拿掉,用正如我們所演示的方法,很簡單地生成石灰石。好像蛤蜊做殼,其中含有幾乎一半的CO2--我們可以仿照蛤蜊製做合成的石灰石,來代替我們修路蓋房所需要的石頭。美國硅谷的公司已經準備很快就興建第一個工廠了,我們有個合理預算,前景令人興奮。

W:我完全同意。但是論到這項技術的財務來源,這仍然只是解決了問題的一部分。我們每年釋放400億噸的CO2進入大氣層,必須都清除掉,才談得上開始將大氣層中的CO2成分降低。這就把碳清除變成了世界上最大的工業開拓--不只是巨大,將CO2從大氣層和海洋中清除是最大的工業商機(美國能源部已經把它提到議事日程上)。但這工程之大,不可能完全自付盈虧,需要全球增稅來支付開發所需要的費用。我們清除每噸碳大概淨花費是$40,但如果我們能夠提高效率,用更便宜的代價就更好,但我們還是要藉著繳稅的辦法來支付。這樣做的利益是不讓環境遭受那麼大的破壞。

Q:現在我鼓勵大家仔細看看昨天的會議錄影,談論海洋牧場,是我們商業中稱為「成本中心」的項目--必須花錢營運,但不直接牟利--但海洋牧場有很大潛力成為利潤來源,因為比起所花的錢,它的出產很多。

F:對不起我打斷一下,我的觀點和Wadhams博士不太相同。我認為我們可以在碳捕獲過程做到營利。能夠得到政府資金當然好,但現在的政治環境無法預料,希望我的兒孫和你的兒孫不要坐等政府出錢去做碳清除。昨天我們都看到了,我們只花$250萬左右就可以從大氣層捕獲8000萬噸碳,假定技術會越來越改進,我是樂觀的,一定能夠在2050年之前把大氣層中多餘的碳都捕獲移除,並有商務營利。所以政府可以制定安全規章,商業界可以供應海洋恢復所需要的飼料,同時滿足我們的建設發展需要。

Q:這麼好,那我為甚麼還沒有人聽見人把氣候恢復當作一回件事呢?

W:我同意這是個問題。我講課,學生們都知道氣候變化、氣候恢復,他們就問,為甚麼我們都沒聽說這件事?年輕人充滿熱情,有逆轉氣候變化的理想,但他們不知道碳的捕獲清除是可能的,他們沒聽見人說。所以我們需要廣泛宣傳這件事,讓眾人知道這一減碳的另外途徑,而且是現在就必須著手做的,不然氣候就在走向災難。而我們如果現在就能降低空中的CO2成分,即使無法降到萬分之三,情況也會有所改善,救我們自己。

Q:現在我們的問題是沒聽說這些工程,也沒有人去做...你的學生也沒聽人說。大家都知道氣候問題,卻沒人知道解決問題是有方案的--這太讓人沮喪了,甚至可能會導致冷漠,以至於甚麼也不做。所以我的問題是為甚麼沒有人在做?

F:也許我和我們的機構是頭一次用「氣候恢復」這樣的名詞,但我們是有宣傳的。但我感到這很像是皇帝新衣服的故事,二、三十年前的我作為19、20歲年輕人覺得清除碳是很明顯必須做的事,但沒有人談它--所以我假定那些大教授不去考慮這件事,他們大概是有甚麼理由,於是我也不想出面提倡碳清除,免得讓自己尷尬。現在我64歲了,提出我們該做卻沒有做的事也不怕尷尬了。我和聯合國的領袖談,他們很歡迎這個概念,但他們現在還很難開始對公眾宣傳甚麼。公眾需要開始談碳清除,年輕人需要開始談,宗教領袖需要開始談--聯合國需要同儕審核過的研究文章,而同儕審核需要技術權威發話,而普通人談論起來不需要--這就變成要靠Greta Thunberg和那些願意談論的總統或總理競選人了。

Q:我要問一個比較複雜、包括多方面的問題:我們真的能夠恢復氣候嗎?它到底涉及哪些過程?用這些碳合成材料搞建設真的自然嗎?如果你們二位能夠給我們列出來,聽眾會很願意了解這些技巧,以及它們是否安全和有人應用。

W:我想我們可以恢復氣候,但若想把大氣中的碳降到工業革命以前的狀況,工作量很大,我們往大氣中加了太多的CO2,積存起來了。我們現在每年捕獲清除的碳必須大大超過每年釋放出去的碳,才能夠慢慢恢復原來的大氣層狀態。要看我們願意花多少精力去做,還要看我們對於減少排放有多認真。如果我們每年排放4000萬噸CO2,那我們必須先把這些碳清除,才談得上更多地降低大氣CO2成分。但如果我們每年只排放2000萬噸,我們的基準清除任務就減少一半,於是可以較快地開始降低大氣CO2。我們每年的排放減得越多,就越快開展降低大氣層CO2到某個水平的工作。

F:讓我也來回應一下這部分問題。我作為一名工程師是比較樂觀的,如果我要建造一個產品,我需要準確知道我的產品,無論是軟件還是硬件還是建築物,將會怎樣用我的產品。如果是建築物,我需要知道它建在哪裡,作甚麼用途,以及它甚麼時候需要我的產品。你指定了需要之後,才開始尋找資源。對於氣候恢復工程來說,缺的是沒有人指定究竟誰在何時、何處需要甚麼。當我們發現在2030年之前,把CO2降到萬分之三是有辦法做到且在經濟上完全可行的,我作為一名物理學家,看到的所有數據,你應該相信我的眼力。當然我有時會搞錯,但我們能夠把CO2清除出去。恢復冰川和冰塊要花很長時間,所以世界看上去會不再一樣,但我的研究給我們很多理由,相信人類能夠生存下去。

W:是的人類能夠生存,但是環境不再那麼好。CO2的水平如果能夠開始降下來而不是越來越快地逐年升高,那麼我們就走對了,就有理由對未來樂觀一些,就會啟發人們去做得更好。CO2這條上升的指數曲線必須轉過方向朝下走,我們才有把握恢復氣候到工業革命之前的水平,無論需要多麼久,我們才能說我們挽救了地球和環境,讓我們去應付其它的問題。

Q:持積極態度,盡力而為很好。我仍然想要問,我們能不能成功--我們怎樣衡量成功?你曾說CO2降下來,冰帽能夠自己重新建立,那麼永久凍土呢?一旦解凍豈不是永遠沒有了嗎?怎樣叫做恢復成功?

F:清除和降低CO2從某個意義上是個機械性的方法。你檢測大氣中有多少CO2,然後走捕獲清除的過程,直到你得到所需要的CO2水平--我們都同意大約在萬分之2.8是對人最好的。甲烷,正如Wadhams博士說能夠自行消除;恢復北極冰我們可能有辦法做,特別是在CO2達到一個安全水平之後,但今天我們沒有時間詳談。我們應該能夠加速冷卻北極,重建冰帽。

Q:時間剩下不多,現在請二位回答:人們現在應該怎麼辦?制定政策的人應該做甚麼?COP國際協商應該怎樣朝氣候恢復得方向努力?你們有甚麼呼籲?

W:我想行動必須是最高級國家首腦的。如果我的學生說沒有聽見人談論碳清除,那麼政府部門和部長們、聯合國官員們,他們缺乏氣候恢復的意識是個大問題。他們知道了就會比較好地推動這些項目的進展,而不必等候氣候慢慢停止變化。所以儘快讓他們都知道碳清除和氣候恢復很重要,他們能夠批准資金,對新舊方法做更多的必要研究,提高新技術的效率,推廣實現項目。這樣才能夠推動IPCC更加認真地對待氣候恢復工程--他們現在仍然把重點放在減少碳排放,結果那個1.5攝氏度的目標,若不大規模利用碳清除,我認為是無法實現的。

F:作為氣候恢復基金會的創建人,現在的關鍵是讓年輕人和宗教領袖和政治領袖來設定目標。我們現在已經有技術,也募集了資金--情況只會越來越好--但我們必須有人說「皇帝沒有穿衣服」,我們需要領導人,特別是需要年輕人出來說「讓人類生存和繁榮是我們的工作」。一旦人們承當了這個目標,在2050年以前將CO2降到萬分之三以內是會發生的,因為這裡有1萬人來參加COP25大會,我們把結果放在網上,人們知道到哪裡找。

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