在眾多碳中和技術(shù)路徑中，有一個(gè)治理思路，因其可高效降低大氣二氧化碳濃度的前景而格外引人注意，那便是碳捕捉。

那么，排出去的二氧化碳，怎么能捕捉回來(lái)呢？

從邏輯上講，減少大氣中的二氧化碳有兩個(gè)努力方向：一是減少輸入，即在最短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變我們的能源獲取方式，不再使用石油、煤炭、天然氣等富碳燃料，減少人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳；二是增加去路，即盡最大可能提高環(huán)境和人工二氧化碳的固定能力，直接降低大氣中的二氧化碳濃度。

第一條路徑，目前可謂困難重重。因此，第二條路徑——提高環(huán)境和人工二氧化碳的固定能力，成為技術(shù)研發(fā)的焦點(diǎn)。

01除了種樹(shù)，固碳還要用高科技干預(yù)

花草樹(shù)木，不單單是美麗的人間風(fēng)景，也是勤勉的固碳小能手。植物始于本能的光合作用，仿佛是它們給予地球的美妙祝福：吸收二氧化碳和水，合成構(gòu)建植物軀干的有機(jī)物質(zhì)，并釋放氧氣。森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，就是陸地上最大的“固碳倉(cāng)庫(kù)”。

然而，植物雖然能固碳，但時(shí)效性慢，難以在短時(shí)間內(nèi)遏制強(qiáng)勁的二氧化碳增加趨勢(shì)。通過(guò)工程干預(yù)進(jìn)行碳捕捉，這一思路便應(yīng)運(yùn)而生。

當(dāng)前碳捕捉技術(shù)的核心目的，是將人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳收集起來(lái)，加以儲(chǔ)存甚至利用，避免其排放到大氣中。主要技術(shù)方向有三個(gè)，分別是：碳捕捉與儲(chǔ)存、碳捕捉與能源化利用、碳捕捉與資源化利用。

02碳捕捉與儲(chǔ)存——把二氧化碳封存在地下

碳捕捉與儲(chǔ)存，即從人類工業(yè)生產(chǎn)或單純的化石燃料燃燒的尾氣中分離出二氧化碳，儲(chǔ)存起來(lái)使其不進(jìn)入大氣。該過(guò)程通過(guò)燃燒后技術(shù)，或采用低碳的燃燒前技術(shù)，直接從煙道氣流中去除二氧化碳。完成二氧化碳捕捉后，再通過(guò)管道將其注入一定深度的地下巖層中封存起來(lái)。

通常的封存地點(diǎn)是廢棄油田、氣田等。雖然有研究表明，采用高壓注水等途徑，可以加速使二氧化碳以碳酸鹽的形式和地殼巖塊結(jié)合，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定儲(chǔ)存。但這些碳，終究只是以“打盹”的形式，維持著微妙的平衡存在于地殼之中。一些科學(xué)家擔(dān)心，頻繁的地殼活動(dòng)，終有一天會(huì)將這些氣體送回地面，其技術(shù)安全性還有待加強(qiáng)。

03碳捕捉與能源化利用——二氧化碳也能做燃料

這是將二氧化碳捕捉之后，再次用來(lái)獲取能量的一項(xiàng)技術(shù)路徑。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是把二氧化碳變成燃料。二氧化碳一直是燃料燃燒后的尾氣成分，甚至被用來(lái)滅火，“二氧化碳燃料”這個(gè)名詞組合，難免讓人感覺(jué)有些怪異。但科學(xué)家真的讓這種奇思妙想變成了現(xiàn)實(shí)。碳捕捉后進(jìn)行能量開(kāi)發(fā)，最先人們考慮的是，采用太陽(yáng)能模擬植物光合作用，將二氧化碳固定成燃料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即便實(shí)現(xiàn)了這個(gè)反應(yīng)，也只能算是對(duì)高品位能源的儲(chǔ)能再釋放，有點(diǎn)得不償失。

直到熱機(jī)工作原理的新認(rèn)識(shí)出現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)才開(kāi)始突飛猛進(jìn)。以往熱機(jī)工作都是通過(guò)燃料燃燒，加熱腔室，獲取密閉空間的氣體膨脹，從而驅(qū)動(dòng)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。容易想到，加熱不是熱機(jī)工作的目的，而只是手段。如果我們的燃料原本就是極低溫的，恢復(fù)到正常溫度，也會(huì)產(chǎn)生巨大膨壓，即便不燃燒，也能驅(qū)動(dòng)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

二氧化碳恰是這樣一種神奇物質(zhì)。常壓下，它以零下78.5℃超低溫、固態(tài)干冰的形式存在；到了約10個(gè)大氣壓的環(huán)境中，又會(huì)變成液體流動(dòng)，便于輸送。如果用干冰作為工作介質(zhì)，就可以吸收環(huán)境中的熱量，從而受熱氣化。如果這一過(guò)程被限制在一個(gè)封閉容器中，就可以得到數(shù)十個(gè)大氣壓的常溫二氧化碳?xì)怏w。理論上，這種高壓、常溫氣體，完全可以推動(dòng)氣動(dòng)機(jī)械做功。

根據(jù)這一理念，低溫?zé)釞C(jī)迅速誕生。這幾乎是蒸汽機(jī)革命之后，人類對(duì)驅(qū)動(dòng)能源做的最有意思的一次嘗試。碳捕捉完成后形成的干冰物質(zhì)，作為驅(qū)動(dòng)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的燃料，氣化后釋放到空氣中，之后再次被捕捉回來(lái)，從而保持一種人類活動(dòng)與大氣狀態(tài)之間的奇妙平衡。

?04碳捕捉與資源化利用——二氧化碳代替石油做化工原料

這是另一個(gè)絕妙的固碳方案，即把二氧化碳作為工業(yè)生產(chǎn)的原料使用。我們當(dāng)前絕大多數(shù)的人造材料、合成制品，都是石油化工的產(chǎn)物。換句話說(shuō)，就是都源自地球上的動(dòng)植物數(shù)億年前收集的二氧化碳。理論上，以今天人類對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)和改造水平，完全可以將捕捉到的二氧化碳，用于制備當(dāng)前從石油中衍生得到的化學(xué)品和材料。其關(guān)鍵在于，在這天馬行空的改造中，怎樣有效控制成本。

二氧化碳是一種極其穩(wěn)定的分子，作為原料參與化工合成，需要吸收大量能量。這也意味著其轉(zhuǎn)化成本非常高昂?？茖W(xué)家們必須先找到一條低耗能的轉(zhuǎn)化路徑。事實(shí)上，截至當(dāng)前，基于二氧化碳的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)，已經(jīng)衍生出諸如建筑材料、化學(xué)品、塑料聚合物、碳纖維和碳材料等極具潛力的分支。