二氧化碳

研究人员发现，水泥，历史上被认为是主要的碳排放者之一，实际上具有意想不到的一面。 根据麻省理工学院 (MIT)的一项研究，美国和墨西哥的城市基础设施每年吸收数百万吨二氧化碳。 发表在《美国国家科学院院刊》上的分析显示，水泥可以通过自然的碳化过程实现这一点。 因此，这一发现挑战了关于这种建筑中无处不在的材料的传统叙述。 首次全国范围内的二氧化碳捕获测量 MIT团队由Hessam AzariJafari和Randolph Kirchain领导，进行了首次全国范围内水泥碳化过程中的碳捕获测量。 传统的全球库存提供的估计非常简化，并且与经验现实相去甚远。 开发的模型整合了水泥生产数据库、数百种城市建筑原型，还包括基础设施生命周期的信息。 结果显示出有力的数据：在美国，建筑物和道路的水泥每年吸收的二氧化碳超过650万吨。 这一数字相当于该国这种材料制造产生的排放量的13%。 在墨西哥，每年吸收的量达到500万吨，接近全国水泥行业排放的25%。 揭示水泥这种秘密能力的研究是如何进行的 为了实现严格的估计，MIT团队完善了现有的方法。此外，他们抛弃了通常高估或低估真实捕获能力的通用因素。 模型考虑了： 多样的水泥产品（从混凝土到砂浆和块材）； 街道和住宅的几何形状，以及； 每种结构的环境暴露类型。 AzariJafari解释说，“碳捕获取决于迄今为止未被充分考虑的变量”。 他补充说，不仅要考虑“水泥的类型，还要考虑设计、气候、位置和辅助材料如砂浆”。 研究人员指出，在同一城市中，两个建筑物的二氧化碳吸收率可能因这些细节而相差五倍。 墨西哥与美国：不同的建筑实践 两国之间的比较分析提供了一个揭示性的解释。墨西哥使用的水泥约为美国的一半，但捕获的碳量却达到其北方邻国的四分之三。 主要原因在于较高比例的砂浆（更松散和多孔）以及现场混合水泥的传统。这些特性加速了化学捕获反应。 MIT警告说，不加区分地促进碳化可能会产生副作用。 结构暴露在空气中会增加钢筋混凝土中钢筋腐蚀的风险。 需要设计和维护策略，以最大化碳吸收而不缩短基础设施的使用寿命。 Randolph Kirchain，研究的负责人之一，详细介绍了增强捕获的策略： 增加暴露在空气中的表面 选择较不密集的混合物 选择华夫饼型结构设计 避免大量使用油漆和涂层 然而，每个决定都必须权衡对材料耐久性的潜在影响。 水泥这种“能力”对环境政策的意义 MIT的工作对该行业和监管机构发出了一个重要警告。 许多国家和国际库存在应用与当地经验现实脱节的通用因素时，过高估计了碳捕获。 AzariJafari强调“需要更新环境报告系统，以反映多样的背景和技术”。 这一方法可以在全球范围内复制，结合建筑物数据库与国家统计和先进建模。 水泥，迄今为止仅被视为主要排放者，成为全球脱碳路线图中的战略工具。 MIT研究的结论代表了关于水泥及其与碳关系的叙述的转变。 优化建筑设计、完善报告方法和理解城市层面的捕获潜力成为该行业的核心优先事项。

私人航班，配备占用更多空间的头等舱和优先舱座位，每位乘客需要更大的重量，可能对环境构成威胁。这种设计增加了每公里的燃料消耗。结果是一个气候足迹，远高于普通乘客。 尽管这些航班在售出的票中占比很小，但集中了大量的排放。影响并非微不足道：少数人造成了不成比例的环境损害。气候不平等也乘坐飞机。 随着经济舱的加入，这一现象更加放大。更多的空间、更多的服务和更多的重量意味着更多的化石燃料燃烧。航空舒适度的代价目前由地球承担。 西班牙和欧洲面临私人航班的航空困境 每年有超过一百万次高舒适度航班从西班牙机场起飞。这一数量使该国成为欧洲辩论中的关键角色。减少其影响将是气候行动的具体信号。 环保组织建议对这些票征收特定税款。该措施旨在应用“污染者付费”原则。资金可用于可持续公共政策。 将这些资源投资于公共交通可以减少结构性排放。这也有助于平衡出行的可及性。生态转型需要环境正义的资助。 绿色税收与气候责任 目前，豪华航班没有面临与其影响相符的限制或税收。这造成了环境损害与旅行实际成本之间的扭曲。纠正这一点对于一致的气候政策至关重要。 一些国家已经支持为这些票创建全球税收。在气候和发展国际论坛上共识正在增长。航空业不能置身于环境承诺之外。 对污染最严重的航班征税并不是为了禁止旅行。它旨在抑制过度行为并资助可持续解决方案。挑战在于协调出行与气候保护。 哪种交通工具排放的二氧化碳最多？ 飞机是交通工具中每位乘客和每公里排放量最高的之一。特别是豪华舱在与经济舱相比时，这种影响倍增。差异可能是四到五倍的CO₂。 私家车也会产生高排放，尤其是只有一名乘客时。然而，在长途旅行中仍低于飞机。共享使用显著减少其足迹。 火车，尤其是电动火车，在气候方面是最有效的交通工具。它排放的CO₂要少得多，并且可以同时运送数百人。选择如何旅行也是一种环境决策。

多伦多大学的研究人员开发了一种直接从空气中捕获二氧化碳的方法，使用蒸发和毛细作用。该技术减少了对重型机械和高能耗的依赖。 该系统依赖于自然界中存在的简单物理原理，以加速捕获CO₂的化学反应。因此，它为当前的工业技术提供了一种更易获得的替代方案。 该方法旨在解决直接碳捕获的最大限制之一：成本。通过简化阶段和材料，该技术为扩大气候解决方案开辟了一条新途径。 碳酸盐蒸发结晶的工作原理 该方法使用部分浸入氢氧化钾溶液中的聚丙烯纤维。液体通过毛细作用上升并在材料表面形成非常薄的膜。 当风流动时，水蒸发，溶液极度浓缩。在这一点上，空气中的二氧化碳迅速反应并转化为固体碳酸盐。 结果是附着在纤维上的白色晶体，类似于糖果。这种固体形式避免了复杂的中间步骤，并简化了捕获碳的回收。 更少的基础设施，更少的能源，更高的效率 与传统系统不同，这种技术不需要大型风扇或吸收塔。自然风起到移动空气的作用，减少了电力消耗和运营成本。 以固体形式直接捕获消除了额外的化学过程。只需清洗纤维即可收集碳酸盐并再生反应物以进行新循环。 经济分析表明，投资成本可能降低多达40%。这种减少是使CO₂捕获不再局限于大预算技术的关键。 技术挑战和下一步 系统的性能在很大程度上取决于蒸发，因此环境湿度是一个关键因素。在非常潮湿的气候中，效率可能会降低。 另一个挑战是评估其在长期和实际条件下的表现。材料的耐用性和过程的稳定性仍需在实验室外进行测试。 为此，团队正在开发一个试点工厂。这一阶段将允许测量其工业可行性及其在不同环境中的扩展潜力。 更简单的碳捕获的环境效益 减少技术复杂性意味着在系统的建设和运营中更小的环境足迹。更少的钢铁，更少的能源和与基础设施相关的废物。 由于采用被动过程，该技术可以更好地与可再生能源集成。这有利于分布式捕获方案，靠近排放源或在偏远地区。 此外，更便宜和模块化的解决方案扩大了全球对碳捕获的访问。这对于支持资源较少国家的气候中和战略至关重要。 迈向更易获得的气候技术的一步 碳酸盐蒸发结晶并不打算成为唯一的解决方案。其价值在于通过更简单和自然的方式补充其他缓解工具。 通过模仿蒸发等日常过程，证明气候创新并不总是需要高度复杂性。有时，观察自然提供了有效的答案。 如果能够巩固，这一倡议可能会使CO₂捕获达到与当前和未来环境挑战兼容的规模。

二氧化碳排放没有喘息的机会。尽管在2015年签署了巴黎协定，但化石燃料和水泥排放的二氧化碳增加了9.8%，并将在2025年再次增加。 然而，有一个令人鼓舞的数据：排放峰值非常接近。 第10版的全球碳预算报告，由130位国际专家撰写，预测今年排放量将达到38.1吉吨。 这比2024年增加了1.1% 因此，自巴黎协定签署以来，排放量一直在增长。 值得注意的是，该协议旨在减少温室气体，并在本世纪中叶几乎将其消除。 但是，今天的情况很严峻：限制温度上升的窗口正在迅速关闭。 碳预算耗尽，二氧化碳排放增加 按照目前的速度，保持温度低于1.5度的碳预算将在四年内耗尽。 根据报告，达到2度的目标只剩下25年。 值得指出的是，大约一半的二氧化碳排放在大气中积累了几个世纪。 在这种情况下，科学界认为在下一个十年内稳定地超过1.5度的障碍是不可避免的。 实现巴黎目标的唯一选择是这种超越是暂时的。 这将需要大幅减少甲烷并发展碳捕获技术，这仍然不确定。 中国是变化的关键，欧洲和美国处于对立面 中国占全球32%的排放量，是最大的关键。 预计到2025年，其排放量将增长0.4%，连续第二年明显放缓。 这是由于能源消费的温和增长与“可再生能源的非凡增长”相结合，导致煤炭停滞。 中国还领导了可再生能源的安装和电动车的发展。 另一方面，欧盟（占排放量的6%）打破了其下降趋势，增加了0.4%。 特别是今年，寒冷和缺乏风力增加了天然气的使用，并产生了更多排放。 因此，加内尔并不担心，因为他认为这是暂时的。 相反，美国（占排放量的13%）更令人担忧：今年其排放量增长了1.9%。 由于乌克兰入侵后对欧洲的出口导致天然气价格上涨，煤炭的使用激增，这是最危险的化石燃料。 关于唐纳德·特朗普的反可再生能源政策，加内尔预测美国的排放量“将下降，但比预期的慢”，与前一届政府相比。 印度（占全球排放量的8%）显示出1.4%的增长，显著低于其先前的速度。 天气条件和可再生能源的进步解释了这一改善。 减缓的速度，但对抗二氧化碳排放仍然不足 尽管有坏消息，增长的放缓是显著的。 “排放峰值非常接近”，全球碳项目的协调员兼执行董事佩普·加内尔说。 “我们在这十年内‘可再生能源的指数增长’的帮助下，距离达到这一目标只有几年。” 在2005年至2015年间，排放量增加了18.8%，几乎是下一个十年的两倍。 然而，加内尔警告说，达到峰值并不“足够”：排放量必须迅速下降到零。 引领道路的国家 一个积极的数据：35个国家（占全球排放量的27%）在2015年至2024年间显著减少了其气体排放，同时其经济增长。 其中包括大多数欧盟成员国（德国、法国、西班牙）、英国、澳大利亚和韩国。 在前一个十年中只有18个国家。 “这显示了可以遵循的道路”，加内尔强调。 由于森林砍伐和土地使用变化的排放量今年也将下降。 综合所有来源，总排放量将达到42.2吉吨，略低于2024年的42.4吉吨。 各国根据巴黎协定提出的新计划预计到2035年将减少12%的排放量。 联合国警告说，为了达到1.5度的目标，需要减少55%，而对于2度则需要减少35%。

一项最近的研究揭示了二氧化碳对树木的意外影响，这可能会改变我们对森林应对气候变化的理解。 科学家们发现，当暴露在更高水平的二氧化碳下时，普通橡树会提高其温度。 这一发现是在英国进行的，提出了关于生态系统健康的新问题。 二氧化碳对橡树的意外影响 该研究发表在全球变化生物学杂志上，显示在高二氧化碳条件下，普通橡树（Pedunculate oak）的树冠平均温度上升了1.3度。 传感器显示22.8°C 对比正常空气的 21.5°C。 这对树木的热平衡来说是一个显著的差异。 “树冠与空气之间的差异变得更加极端”，研究人员解释道。 揭示树木如何升温的实验 这项开创性的研究是在分析了伯明翰林业研究所三年的数据后进行的。 专家们在斯塔福德郡的一个古老森林中安装了高精度热成像相机。 他们应用了FACE系统，从地面释放二氧化碳以重现未来的大气条件。 该区域被分为高二氧化碳（额外150 ppm）和控制区，在三个夏季进行监测。 结论是，他们发现二氧化碳较多的橡树树冠无法同样有效地降温。 在这些情况下，树木关闭其气孔，即叶子上的小开口，从而限制蒸腾作用并因此限制自然降温。 “在二氧化碳区域，地面附近空气的差异更大，尤其是在最热的日子”，科学家们指出。 此外，随着时间的推移，过量二氧化碳下的叶子变得更厚，这有助于热量的积累。 这一小变化对森林最上层的冠层小气候产生了巨大影响。 结果即使在良好的湿度水平下也重复出现，这表明这是一种生理反应而不仅仅是气候反应。 “如果趋势持续下去，这些橡树将比以前更频繁地面临极端热浪”，专家们警告道。 其中包括来自普利茅斯、伯明翰和利兹大学的William Hagan Brown、Sophie Fauset 和 Emanuel Gloor。 为什么二氧化碳对树木的影响让科学家担忧 二氧化碳对树木的影响不仅影响橡树，还影响森林调节气候的能力。 研究人员警告说，当前的气候模型没有包括树冠中发生的情况，在那里热量积累得更快。 他们建议更新森林预测模型并扩大对更多物种和生态系统的研究，以评估未来森林的表现。 专家们一致认为，了解二氧化碳对树木的影响对于预测气候变化的影响至关重要。 尽管研究集中在一个物种上，但结果指向全球趋势。 因为更多的二氧化碳并不总是意味着更强壮的树木，而是更易受热的系统。