这是节选自《2015年后世界政策》第15章设计气候解决方案哈尔·哈维、罗比·奥维斯和杰弗里·里斯曼合著。版权所有©2018。经华盛顿特区岛屿出版社许可转载。

虽然广泛需要支持这些技术的进一步研究，但特别是三项政策，特别是有助于加速其发展。

政府支持研发是确保减少碳化技术达到成熟的核心政策。这些技术具有大，积极的社会外部性（福利，其经济价值无法被部署技术的公司捕获），因此在没有政府的支持下，公司可能会选择在其他地方引导他们的研发努力。

强碳定价对于加速这些技术至关重要。通过为碳的价格进行价格，各国政府可以帮助为碳减少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来通过通过学习来实现成本降低。因此，政府可能需要补贴一些演示工厂或大型项目的建设和运营，直到本章讨论的技术更好地理解。

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通电是可能的。例如，可再生能源和核能可以满足所有的电力需求，只要结合灵活的需求、大面积的平衡区域、能源储存和过度建设风能和太阳能，同时把多余的电力用于有用的、不需要时间的目的，比如制造氢气。然而，有些二氧化碳排放源可能难以消除。例如，在水泥中制造熟料会释放二氧化碳，而在不影响材料结构特性的情况下，水泥中熟料的比例可能无法降低到一定百分比以下。另一个例子是新钢铁的制造(而不是在电弧炉中重新锻造废铁和钢铁)，它不仅将碳作为一种能源，还作为一种化学还原剂。

物质科学的创新可能有一天允许用具有类似结构特性的新型材料更换水泥或钢。然而，可能无法消除所有工业排放，特别是如果努力开发和商业化新颖的材料遇到问题或者不能进行成本有效地扩展，以满足全球对这些材料的需求。

碳捕获和封存（CCS）提供了一种方法，即人类可以继续制造传统材料而不向大气添加二氧化碳。

碳捕获和封存（CCS）提供了一种方法，即人类可以继续制造传统材料而不向大气添加二氧化碳。CCS系统从废气流中提取CO2，使用压力液化CO2，将其运送到地质上合适的区域并将其泵送地在地下进行无限储存。CCS已经在石油和天然气行业中成功使用，以增强石油回收，并在世界各地存在使用CCS进行工业过程和发电的示范设施。一些CCS发电厂可以使用ALLAM循环，一种燃烧过程，该燃烧过程使用CO2作为工作流体，并产生非常纯的CO2排气流，其比在空气中稀释的CO2更容易捕获。

碳捕捉和储存技术可用于燃烧生物质(如木材)而不是煤炭或天然气的发电厂。这就是所谓的CCS生物能源。由于生物质中的碳最近被植物从大气中移除，将其储存在地下可以降低大气中的二氧化碳浓度。

除了与CCS技术本身有关的挑战外，Bioenergy CCS还面临额外的障碍。一个问题是生物能源作物所需的土地，这可能非常大。必须注意确保生物能源CC不会导致粮食不安全或森林砍伐以获得额外的农田。有希望的研究方向，旨在解决这些挑战。例如，需要更多的研发来开发多功能土地使用（例如，允许同一块土地生产食物和生物能量作物）。另一种途径是从生物能量烧伤之前从生物能量作物（例如，液体运输燃料）中衍生高价值替代燃料，从而改善致力于生物能量作物的经济学。betway必威娱乐

大气二氧化碳拆卸

实现负排放必然涉及从大气中消除二氧化碳。除了利用碳捕捉与封存技术来获取生物能源外，人们还提出了多种技术来实现这一目标，尽管这些技术还处于早期研究阶段。

直接空气捕获

虽然本节介绍的所有技术都能捕获二氧化碳，但直接空气捕获通常指的是从大气中提取二氧化碳的化学过程，类似于从航天器内部的空气中捕获二氧化碳的方法。与采用CCS技术的生物能源不同，这些系统不需要大量的土地，因此不会造成粮食安全或森林砍伐的风险。

直接空气捕获系统需要大量的能量。为了达到负碳排放，直接空气捕获系统必须由无排放能量提供动力，例如风，太阳能或核电，并且不得从其他用户依靠化石能量的其他用户采取。（即，直接空气捕获系统使用的无排放能量必须严格额外地额外地额外额外的无排放能源使用。）

截至2011年，截至每年捕获100万吨二氧化碳的系统的估计成本为22亿美元。

直接空气捕捉系统面临的另一个挑战是成本。截至2011年，一个每年捕获100万吨二氧化碳(大约是美国年排放量的0.02%)的系统的估计成本为22亿美元。在电厂的生命周期内，每吨二氧化碳的全部成本为600美元，大约是燃煤电厂每吨从烟道气中捕获二氧化碳成本的8倍。(排气流的二氧化碳浓度较高，这使得二氧化碳更容易捕获。)

研究可以帮助提高能源效率和降低直接空气捕捉系统的投资成本。与从大气中去除二氧化碳的其他技术一样，碳定价可以提供一种经济激励和财政回报的可能性。

增强的风化

在自然界中，当某些矿物(如橄榄石)暴露在空气和水中时，它们会发生化学反应，从大气中提取二氧化碳，并将其储存为碳酸盐矿物。这些矿物质进入海洋，生物利用这些矿物质形成贝壳和骨骼。当这些生物死亡时，这些物质沉入深海，最终可能转化为石灰岩。

虽然这种自然过程太慢，但有助于减少人类时间尺度的大气二氧化碳浓度，但可能会加速自然过程。例如，如果开采大量的橄榄石和类似的矿物质，则精细研磨（增加其表面积），并在海滩或其他暴露于水和大气的土地上涂抹，可以加速二氧化碳捕获的速率。

不幸的是,鉴于目前的科学理解,橄榄石的数量,我们需要使用将非常大,和采矿、运输、研磨和传播的橄榄石必须完成的方式释放几乎没有碳排放以达到净封存。此外，为了足够迅速地隔离，橄榄石可能必须被研磨成平均直径小于10微米的颗粒，这种微小尺寸很容易雾化并可被吸入(如PM10)。在增强风化作用被认为是在人类时间尺度上去除二氧化碳的可行选择之前，还需要进行更多的研究来发展改进的技术。

海洋施肥

Phytoplankton是海洋中的光合生物，从海水中提取二氧化碳以建立他们的身体。当普拉斯顿死去时，他们沉入海底时，在他们的身体中汇集了二氧化碳。

和其他生物一样，浮游植物需要各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限制性营养物质。因此，有人提出，可以在海洋中播种铁，以促进浮游植物的生长，作为加速二氧化碳封存的一种手段。

这种方法存在许多挑战。许多浮游植物产生毒素，因此令人鼓舞的增长可能导致有害的藻类盛开的增加，这些盛开威胁海洋生态系统的健康状况（并且可以伤害或杀害吃污染的海鲜的人类）。此外，当浮游植物死亡时，将它们分解它们的细菌可以耗尽水中的氧气，导致令人窒息的动物生命的“死区”。最后，一个地区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会在一些地方限制营养素，因此在增加整个浮游植物数量时的铁种子的有效性已经受到质疑。

更多的研究可以有助于确定海洋施肥是否可以安全地进行，是否提供了重要的二氧化碳去除潜力。