这是第15章的节选，“对于2015年后的世界政策”，从气候解决方案设计哈尔·哈维，罗比·奥维斯和杰弗里·里斯曼。作者版权所有经华盛顿特区岛屿出版社许可转载。

虽然广泛需要对这些技术的进一步研究提供支持，但有三项政策可以帮助加速这些技术的发展。

政府对研发的支持是确保碳减排技术成熟的核心政策。这些技术具有巨大的、积极的社会外部性(其经济价值无法被部署该技术的公司所获取)，因此，如果没有政府的支持，公司可能会选择将研发工作转移到其他地方。

强有力的碳定价对加速这些技术至关重要。通过给碳定价，政府可以帮助为碳减排技术创造额外的经济价值，并鼓励私营部门投资。

最后，其中一些技术将需要大规模的示范工厂或项目，通过边做边学来实现成本的降低。因此，在本章所讨论的技术得到更好的理解之前，政府可能需要资助一些示范工厂或大型项目的建设和运营。

碳捕获和封存

完全消除电力系统的碳排放并使许多最终用途实现电气化是可能的。例如，可再生能源和核能可能能够满足所有的电力需求，如果结合灵活的需求、大面积的平衡区域、能源储存和过度建设风能和太阳能，同时将多余的电力用于有用的、非时间敏感的用途，如产生氢气。然而，有些二氧化碳排放源可能很难消除。例如，在水泥中生产熟料会释放二氧化碳，熟料在水泥中所占的比例不可能在不影响材料结构性能的情况下降低到一定比例以下。另一个例子是新钢铁的生产(而不是在电弧炉中重新锻造废钢)，它不仅使用碳作为能源，而且还使用碳作为化学还原剂。

在材料科学中的革新可能有一天允许与具有相似的结构特性的新材料替换水泥或钢制成。但是，它可能无法消除所有工业排放，尤其是在努力开发和商业化新材料遇到问题或无法进行缩放，经济高效地满足这些材料的全球需求。

碳捕获与封存(CCS)技术为人类继续制造传统材料提供了一种手段，而无需向大气中排放二氧化碳。CCS系统从废气中提取二氧化碳，利用压力将二氧化碳液化，将其输送到地质条件适宜的地区，然后将其泵入地下无限期储存。CCS技术已经成功地应用于石油和天然气工业中，用于提高石油采收率，而且在世界各地都有使用CCS技术进行工业生产和发电的示范设施。一些CCS发电厂可能会使用阿拉姆循环，这是一种燃烧过程，使用二氧化碳作为工作流体，产生非常纯净的二氧化碳排放流，比在空气中稀释的二氧化碳更容易被捕获。

CCS可通过发电厂燃烧生物质（例如木材），而不是煤或天然气一起使用。这就是所谓的与CCS的生物能源。因为在生物质中的碳从大气中的植物最近被移除，储存在地下减少大气中的二氧化碳浓度。

除了相关的CCS技术本身的挑战，生物能源CCS面临额外的障碍。一个问题是种植生物能源作物所需的土地数量，这可能是非常大的。必须小心，以确保生物能源CCS不会导致粮食不安全或砍伐森林以获得更多的耕地。有旨在解决这些挑战有前途的研究方向存在。例如，需要更多的R＆d开发多功能土地用途（例如，以允许相同的土地，以产生食品和生物能源作物）。另一条路线是从生物能源作物（例如，液体运输燃料）将残余物燃烧之前用于生物能源CCS，从而提高投入土地生物能源作物的经济性派生高价值替代燃料。betway必威娱乐

大气中的二氧化碳去除

实现负排放必然涉及从大气中清除二氧化碳。除了与CCS生物能源，各种技术已经被提出来做到这一点，尽管他们在早期研究阶段。

直接空气捕捉

尽管在本节CO2捕获所有的技术，直接气俘通常是指利用化学过程从大气中，类似于从空中飞船内的方式洗涤器捕获二氧化碳来提取CO2。不像CCS生物能源，这些系统不使用大量的土地，所以他们不会对粮食安全和森林砍伐的风险。

直接空气捕捉系统需要大量的能量。为了实现负碳排放，直接空气捕捉系统必须由无排放的能源提供动力，如风能、太阳能或核能，这些能源不能从其他用户那里获取，而这些用户将转而依赖化石能源。(也就是说，直接空气捕捉系统使用的零排放能源必须严格附加在其他零排放能源使用之外。)

直接面对空气捕获系统另一个挑战是成本。The estimated cost of a system that captures 1 million tons of CO2 per year (roughly 0.02 percent of annual U.S. emissions) was $2.2 billion as of 2011. Over the plant’s lifetime, the all-in cost is $600 per ton of CO2, roughly eight times higher than the cost per ton to capture CO2 from the flue gas of a coal power plant. (Exhaust streams feature higher CO2 concentrations, which makes the CO2 easier to capture.)

研究可以帮助提高能源效率和降低直接空气捕捉系统的资本成本。与其他从大气中去除二氧化碳的技术一样，碳定价可以提供经济激励和经济回报的可能性。

增强的耐候

在自然界中，当某些类型的矿物质（如橄榄石）暴露于空气和水，它们经历化学反应，从大气中提取CO 2并将其存储为碳酸盐矿物。这些矿物质使他们的方式向海洋，其中的生物利用矿物质形成贝壳和骨骼。当生物死亡，该材料沉入深海并最终可转化为石灰石。

虽然这一自然过程在帮助人类降低大气中二氧化碳浓度方面太慢，但它可能会加速这一自然过程。例如，如果大量的橄榄石和类似的矿物被开采出来，研磨得很细(以增加它们的表面积)，并散布在海滩或其他暴露在水和大气中的土地上，那么二氧化碳捕获的速度可能会加快。

不幸的是，鉴于目前的科学认识，橄榄石，我们需要使用量会非常大，采矿，运输，研磨和橄榄石的传播将有一个方式来做到这一点的版本几乎没有以任何碳排放实现净固碳。此外，对于多价螯合是足够迅速，橄榄石可能必须研磨成颗粒小于10微米，这是很容易雾化，并可能被吸入（如PM10）显微尺寸的平均直径。将需要更多的研究来开发更好的技术之前提高耐候性，可考虑CO2脱除对人类的时间尺度的可行选择。

海洋施肥

浮游植物是海洋中的光合生物，它们从海水中提取二氧化碳来建造自己的身体。当浮游生物死亡时，它们会沉入海底，将二氧化碳隔离在体内。

与其他生物一样，浮游植物需要多种营养物质才能生存。在海洋的许多地方，铁是限制浮游植物生长的有限养分。因此，有人提出，可以在海洋中播撒铁，以促进浮游植物生长，作为加速二氧化碳吸收的一种手段。

这种方法存在许多挑战。许多浮游植物会产生毒素，因此鼓励它们的生长可能会导致有害藻华的增加，威胁海洋生态系统的健康(并可能伤害或杀死食用受污染海鲜的人)。此外，当浮游植物死亡时，分解它们的细菌可能会耗尽水中的氧气，导致一个“死区”，窒息动物的生命。最后，一个区域的藻类生长可以抑制另一个区域的藻类生长，而铁以外的营养物质可能成为某些地方的限制营养物质，因此，铁的播种在增加整体浮游植物数量方面的有效性受到了质疑。

更多的研究可以帮助确定是否可以安全地进行海洋施肥，以及它是否具有显著的二氧化碳去除潜力。