西得克萨斯州是一个碳氢化合物热点地区，成千上万口井从二叠纪盆地抽出了数百万桶石油和数十亿立方英尺的天然气。当燃烧时，所有的石油和天然气都会向大气释放大量的温室气体。
那里的新设施旨在做到相反。成排的巨型风扇散布在平坦，干燥的田野上，它将从空气中吸收二氧化碳，然后将其泵入地下。该项目完成后，每年可捕获100万吨二氧化碳，进行约4000万棵树木的空气净化工作。
加拿大的Carbon Engineering公司正在与1PointFive（一家由Occidental Petroleum Corp的子公司合资成立的公司）设计和建造这种“直接空气捕获”设施。和私人股本公司Rusheen Capital Management。合作伙伴表示，Carbon Engineering将在2021年的大部分时间里投入德克萨斯州的前端工程和设计工作，并计划于次年开始建造，并于2024年投入运营。该项目是全球同类项目中规模最大的项目，开发成本可能达数亿美元。
Carbon Engineering公司是少数几个在今年进行大型直接空气捕获技术开发的公司之一。位于苏黎世的Climeworks正在向欧洲扩展，而都柏林的Silicon Kingdom Holdings计划在亚利桑那州安装其第一台CO 2呼吸“机械树”。总部位于纽约市的Global Thermostat正在进行三个新项目。所有公司都表示，他们打算通过优化技术，减少能源使用和扩大运营规模来遏制碳捕获的高成本。
这些项目到达之际，许多气候专家警告说，当前减少排放的措施（例如采用可再生能源和电气化运输）已不足以避免灾难。根据联合国政府间气候变化专门委员会2018年的报告，要将全球变暖限制在1.5°C，世界还必须使用“负排放技术”。
2019年，全球化石燃料产生的CO 2排放量达到330亿吨。现有的直接空气捕集项目将消除其中的一小部分，而且并非所有捕集的CO 2都将被永久封存。用于合成燃料或其他产品时，其中一些可能会返回大气。公司表示，其目标是连续捕获和“回收”温室气体，以避免产生新的排放，同时还产生可为该技术提供资金的收入。
世界资源研究所的化学工程师兼高级研究员詹妮弗·威尔科克斯（Jennifer Wilcox）说，除碳可以帮助补偿难以脱碳的行业，例如农业，水泥制造和航空业。气候模型清楚地表明，如果我们除了避免排放之外不进行除碳，我们将无法实现气候目标。
Carbon Engineering在得克萨斯州的工厂将使用每排直径约8.5米的风扇排将空气吸入称为接触器的大型结构中。空气被推动通过涂有氢氧化钾溶液的塑料网，该氢氧化钾与二氧化碳结合。一系列化学过程将CO 2浓缩并将其压缩成细小的白色颗粒，然后将其加热到900°C以释放出二氧化碳作为气体。Carbon Engineering首席执行官Steve Oldham将工厂比作一家精炼厂，该精炼厂以工业规模生产化学品。他说：“这是我们对气候变化产生重大影响所需的能力。”
在不列颠哥伦比亚省的中试工厂，Carbon Engineering将纯净的CO 2与氢气结合起来生产合成原油。该设施每天可捕获1公吨二氧化碳；相比之下，德克萨斯州的该矿预计每天可捕集2700多吨。在更大的地点，捕获的天然气将被注入较老的油井中，既隔离地下的CO 2，又压迫剩余的石油。Oldham说，除了在德克萨斯州的工作外，该公司还在扩大其加拿大业务。到2021年，它将开设新的业务和先进开发中心，并扩大研究业务；新设施每天将从空气中吸收多达4公吨的CO 2。
其他直接空气捕获公司正在选择模块化方法。Climeworks的碳收集器可以堆叠起来以建造任何规模的设施。该系统还使用风扇，但空气流经固体过滤材料。一旦被CO 2饱和，过滤器将被加热到80至100°C，释放出高浓度的CO 2气体，可以以多种方式使用。
例如，在由地热能源提供动力的位于冰岛的Climeworks试点地区，该公司的合作伙伴Carbfix使浓缩的CO 2与玄武岩反应，将其锁定在地下。现在该厂址正在扩大，以每年捕集4,000公吨二氧化碳。Climeworks市场与销售主管Daniel Egger表示，该产品应该在2021年上半年投入运营。CO 2也可用于制造更可持续的喷气燃料。Climeworks正在为挪威和荷兰的两个以CO 2为燃料的项目寻求融资。
同时，该公司将继续与电子商务平台Stripe和Shopify合作。为了取消其碳足迹，两家公司已承诺从Climeworks购买碳信用额，以反映Climeworks从空气中去除的CO 2量。总体而言，主要的技术公司都在投资减碳计划，以帮助实现其公司的环境目标。微软承诺到2030年实现碳负排放，并斥资10亿美元加速碳减排和清除技术的开发。
Egger说：“对于所有目标是将排放量降至“净零”的公司，绝对需要像我们这样的技术。”
全球能源巨头还支持直接进行空中捕获，以消除其产品和运营所造成的某些损害。例如，在9月，埃克森美孚（ExxonMobil）与Global Thermostat扩大了一项协议，以帮助扩展该初创公司的技术。Global Thermostat的机器只有运输集装箱的大小，并且可以在蜂窝状陶瓷立方体上使用基于胺的吸附剂来捕集CO 2，类似于汽车的催化转化器。
哥伦比亚大学地球与环境科学教授联合创始人彼得·艾森伯格（Peter Eisenberger）说，全球恒温器的目标是通过将其技术许可给其他公司，每年消除数十亿吨的二氧化碳。他认为，在未来的二十年中，世界将不得不清除500亿吨二氧化碳，以避免灾难性的气候变化。到2021年，该公司将增加三个试点项目，包括在智利的一个2,000公吨的工厂生产合成燃料，以及在拉丁美洲和中东的设施，这些设施将分别为气泡饮料和水脱盐提供CO 2。
与同行相比，Silicon Kingdom Holdings使用被动系统吸气。亚利桑那州立大学的教授Klaus Lackner开发了该公司的机械树技术。每棵树将有150个圆盘叠放，并涂有吸收碳的材料。当风吹过磁盘时，它们会将碳捕集在其表面上。PólÓMóráin说，然后将圆盘放到一个底部腔室中，在该腔室中“节能过程”从吸附剂中释放出CO 2。，Silicon Kingdom Holdings首席执行官。高纯度气体可以隔离或重新用于饮料，水泥，化肥或其他工业产品中。这家初创公司计划于2021年在坦佩的ASU校园附近建造和运营第一棵商业规模的2.5米高的树木。
ÓMóráin说，十几棵树每天可以捕获1吨二氧化碳。目标是在全球范围内安装碳农场，每个碳农场最多可种植12万棵机械树。
世界资源研究所的威尔科克斯说，在这些新兴的碳捕获技术中，没有明显的赢家，它们彼此不同，但我们都需要它们。
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