華盛頓初創企業利用陽光和海水減少碳排放-彭博社

在阿拉斯加東南部展示了躍出水面的虎鯨。一家海洋初創公司有一個獨特的計劃來清理碳。

攝影師：VW Pics/Universal Images Group Editorial一家西雅圖初創公司旨在通過一種避免了其他碳捕集方法的天文能耗的過程，從大氣中去除數百萬噸二氧化碳。這項技術？陽光和海水。

該公司，Banyu Carbon，表示他們已經開發出一種依賴於一種合成分子的海洋二氧化碳去除（CDR）系統，當暴露在光線下時，這種分子會改變形狀並變得酸性。當它與海水接觸時，產生的過程會清除二氧化碳。儘管該公司目前在克級規模上進行研究，但其技術有望成為一種低成本的方式來限制全球變暖。

“我們試圖解決的主要問題是碳去除需要大量能源，”Banyu聯合創始人兼首席執行官Alex Gagnon説道，他是一位化學海洋學教授，於2022年與同事Julian Sachs從華盛頓大學創辦了這家初創公司。（作為一名海洋有機化學家和Banyu的首席技術官，Sachs之前曾在太平洋進行實地工作，“Banyu”是印尼語中的“海水”一詞。）

這家初創公司的核心技術是一種獨特的分子，被稱為“可逆光酸”。在受到陽光照射後，光酸釋放出酸性質子，暫時轉移到泵入儲罐的海水中，將水中溶解的二氧化碳轉化為可以安全儲存的氣體。脱碳後的海水被送回海洋，從而吸收大氣中的二氧化碳。一旦回到黑暗中，光酸就會恢復其原始形態以便再次使用。

由於藍光譜光波是該過程的催化劑，Banyu主要使用電力來操作海水泵。這與許多其他海洋二氧化碳減排技術形成對比，後者依賴於電化學過程，這些過程在將溶解的二氧化碳困在海水中並轉化為類似石灰岩的材料以沉積到海底時需要更多的能量。

*閲讀更多：*世界下一個重大碳捕集挑戰？弄清如何利用它

Banyu已從投資者那裏籌集了650萬美元的種子輪融資，投資者包括格蘭瑟姆環境保護基金會、Propeller、聯合航空公司風險投資、碳減排合作伙伴和ReGen Ventures。格蘭瑟姆曾領投Banyu之前的一輪融資，金額近200萬美元。

這家初創公司是眾多公司中的一員，它們正在利用投資者和政策制定者對從大氣中去除十億噸二氧化碳的興趣。這幾乎肯定是必要的，以將全球氣温上升控制在1.5攝氏度，這是2015年巴黎協定設定的雄心勃勃的目標。

Banyu的碳去除技術的工作原理示意圖。Banyu提供的圖片到目前為止，Banyu已經在實驗室中從水中去除了克級的CO2，但計劃今年在華盛頓州的一個地點建立一個光酸試點項目，旨在從海水中去除數十公斤的碳。接下來是一個商業示範項目，以完成與由支付公司Stripe領導的基金Frontier簽訂的合同，到2026年底去除360公噸的CO2。Frontier，旨在加速碳去除技術的發展。

Frontier同意支付Banyu每噸通過示範項目去除的碳1387美元，Gagnon表示，這個項目可能會建在墨西哥灣附近。在其申請中，Banyu預計，在每年去除數億噸CO2的規模下，成本可能會降至每噸60美元。這一估計包括CO2的運輸和儲存在地質形成中。Banyu表示，提取的CO2也可以用於工業過程，比如生產可持續航空燃料。

像其他碳減排初創公司一樣，Banyu計劃出售碳信用額度。然而，碳減排初創公司在將其技術擴展到對全球CO2水平產生有意義且具有成本效益的影響方面面臨着重大的財務和工程障礙。那些專注于海洋的公司還面臨着對海洋生態系統影響的額外審查，比如改變海水化學成分和干擾生物的生命週期的潛力。

研究人員還在努力從陸地上清除大氣中的碳。其中一種方法是直接空氣捕集（DAC）。由於每立方米大氣中的CO2不到1克，DAC設施必須驅動“風扇農場”和其他能耗高的過程來吸入大量空氣並分離氣體。（一些初創公司正在研究能耗更低的工藝。）

閲讀更多：一家初創公司與大石油公司爭奪價值1萬億美元的碳清理未來

另一方面，海水中每立方米含有超過空氣中CO2濃度的100倍。即便如此，大多數海洋碳減排過程需要大規模投資於可再生能源。

例如，總部位於洛杉磯的海洋碳減排初創公司Equatic的科學家們在2021年的一篇論文中估計，使用Equatic的電化學過程每年從海水中去除10吉噸CO2將需要1.4萬億美元的太陽能電站建設。Equatic去年表示，隨後的效率改進意味着它需要2兆瓦時的電力來脱碳1公噸海水。（根據美國能源信息管理局的數據，美國普通家庭每月消耗的電力略低於1兆瓦時。）

陽光是免費的，而且Banyu公司預計每去除一噸二氧化碳只需要不到1兆瓦時的電力。該公司預計，其系統消耗的能源將比電化學海洋二氧化碳去除少90%，比DAC少30%，而且還會產生多餘的電力。這是因為Banyu計劃在其系統中嵌入光伏電池，這些電池可以產生多餘的電力，用於脱碳。

“Banyu是我們見過的唯一可能實現能源正收益的解決方案，” Grantham基金會主任Cyril Yee説道，指出該基金會已經投資了許多CDR初創公司。“肯定會有工程上的挑戰，但基本科學是可行的，化學也是可行的。”

如果設施位於發電站或海水淡化廠，這些地方已經泵送和排放大量海水，能源需求可能會進一步減少。

Banyu的低功率光酸系統“聽起來像是魔法，如果他們能解決技術細節，這似乎是一個不錯的方法，”夏威夷大學海洋學家David Ho説道。

“Banyu的這些人非常聰明，他們正在研究這個問題，並且他們對化學海洋學有一定的瞭解，” Ho補充道，他共同創辦了一個名為[[C]Worthy](https://twitter.com/_Cworthy)的非營利組織，旨在制定驗證海洋二氧化碳去除的協議，並且一直批評能源密集型方法。

他説，Banyu和其他[C]Worthy正在合作的海洋CDR公司面臨的一個困難挑戰是如何驗證脱碳海水重新吸收的二氧化碳量。這個數字可能會波動，取決於水循環和地點等因素。

瑪格麗特·萊寧（Margaret Leinen）是加州大學聖地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）的主任，她指出，最有效的海水脱碳地點未必是最可行的，比如危險的南極洲周圍的南大洋。她説：“南大洋有很多海氣二氧化碳交換，但那不是一個適合嘗試進行海洋碳減排之類工作的好環境。”

閲讀更多： 碳減排中最重要的三個字母是MRV

光酸可以由廉價材料合成，但它們的實用性一直受限於受光後只能保持幾秒鐘的酸性。但由於光酸化學的最新改進，根據甘農和薩克斯的説法，它們現在可以在光照後保持幾分鐘甚至幾小時的酸性。在實驗室測試中，他們表示，巴尼尤（Banyu）的光酸可以去除流動水中94%的二氧化碳。這種光酸的半衰期為10天，在效果下降50%之前可以在中性和酸性狀態之間循環14,000次。如果巴尼尤能將光酸的壽命延長到30天，那麼只需要0.44千克，或者不到一磅的材料就可以去除一噸二氧化碳。

巴尼尤的光酸的毒性尚不清楚，但該公司表示該分子與海水分開，並且其結構類似於常見的紅色染料。甘農和薩克斯表示，海洋的環境影響可能是積極的，因為脱碳的海水將會更不酸性，這將有益於海洋生物。

Leinen表示，對海洋碳減排技術對海洋生態系統潛在影響的研究很少，因為新興技術的專有性質以及迄今為止部署規模較小。“我絕對不反對所有這些公司，但我非常擔心我們不要做一些對生態系統產生巨大負面影響的事情，”她説。