碳

2026年1月1日标志着欧盟 (UE)绿色议程的一个转折点。那一天，多项旨在重新定义欧洲大陆生产、进口和监管方式的法规生效。 其中包括碳边境调节机制 (CBAM)、新的化学品规则、公共采购调整和产品安全条例，确认了布鲁塞尔对气候过渡的重大承诺。 碳边境调节机制 (CBAM) 碳边境调节机制 (CBAM)经过多年的准备，进入了最终阶段。从2026年起，进口某些高碳足迹的商品将会有与其生产过程中产生的CO₂排放相关的直接经济成本。 受影响的行业 该系统将主要影响战略性和高排放的行业： 钢铁和铁 水泥 铝 化肥 氢 电力 将这些产品引入欧盟市场的公司必须获得反映排放量的特定证书。价格将与欧盟排放交易体系 (EU ETS)挂钩，该体系已经在欧盟内部调节了大部分工业。 从过渡到实施 在2023年至2025年期间，公司只需申报其进口相关的排放，而无需为此付费。这个时期用于收集数据和调整程序。从2026年起，仅仅申报将不再足够：必须支付费用。 布鲁塞尔的目标 防止碳泄漏，即企业将生产转移到环境法规较宽松的国家。 保护欧洲生产商，他们受到更严格的规则约束，以应对来自第三国的不公平竞争。 批评和调整 CBAM的初步设计在部分企业界引发了担忧。为了减少紧张局势，欧盟在2025年6月同意简化机制，豁免90%的企业，将负担集中在大型进口商上。 尽管如此，像铝这样的行业警告说，影响可能非常负面，甚至要求暂时停止系统，以便审查具体参数。 2026年起的其他关键法规 化学品数据的共同平台 建立一个欧洲集中档案，以改善当局、企业和公众之间的透明度和协调。 这一工具旨在加强化学品相关风险管理，保护公众健康和环境，并为工业提供更大的法律保障。 公共采购和特许经营 将更新决定何时合同必须遵循欧洲程序的经济门槛。这些限额会定期审查，以响应经济发展和欧盟的国际承诺。 玩具安全条例 新条例将于2026年1月1日生效，但其强制执行将推迟到2030年8月。这一缓冲期旨在为行业适应更严格的要求，特别是与危险化学品相关的要求提供时间。 这些法规的生效标志着欧洲绿色议程新阶段的开始。CBAM和关于化学品、采购和产品安全的补充规则反映了布鲁塞尔向更可持续经济模式迈进的意愿，尽管这并非没有与担心竞争力的工业部门的紧张关系。

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一个最近在南大西洋的发现揭示了一个无声但决定性的气候机制：海底火山碎屑可以储存的碳量是固体岩石的40倍。 这一发现由南安普顿大学领导，为理解深层碳循环和海洋在地球气候调节中的隐藏角色提供了关键线索。 火山碎屑：真正的矿物海绵 碎裂的熔岩碎屑，称为火山角砾岩，如同真正的海绵，能够在数百万年内保留二氧化碳。 海水缓慢渗透到破碎材料的缝隙中。 存在的离子与岩石反应，促进碳酸盐矿物的形成。 二氧化碳被封存在石头中，形成一个长期的地质档案。 研究负责人罗莎琳德·科根指出，新颖之处在于首次回收了这些角砾岩的完整岩芯，经过数千万年的海洋板块运动。这使得观察这些沉积物随时间演变成为可能。 与致密玄武岩的比较 完整的玄武岩也可以储存碳，但速度较慢： 其内部表面积有限。 流体需要更长时间才能到达新鲜区域以启动反应。 相比之下，火山角砾岩天生就已碎裂，拥有大量的空隙，促进水的循环并增加反应机会。 新的数据证实，这些角砾岩储存的碳量是先前分析的致密熔岩的两到四十倍。 深层碳循环 深层碳循环在长期内调节地球气候： 在海洋中脊，板块运动产生新的火山地壳，并将二氧化碳释放到海洋和大气中。 当地壳冷却并远离中脊时，开始作为一个化学过滤器，将碳捕获在其内部。 这一过程虽然不可见且缓慢，但在过去对气候的稳定起到了关键作用。 发现的影响 这一发现并未提供当前气候危机的即时解决方案，因为涉及的过程以板块构造和矿化的速度进行，远低于人类时间尺度。然而，它为以下方面提供了宝贵的信息： 重建古代大气二氧化碳水平，这是评估地球气候敏感性的关键。 改进全球气候规划模型，整合海洋地壳的作用。 设计基于自然过程的碳储存策略。 潜在应用 这一发现为创新开辟了新途径： 快速矿化：利用陆地上的玄武岩形成在几年内固定二氧化碳。 海洋地质保护：保护海底山脉和中脊，因为它们在碳循环中起作用。 海洋地球化学研究：更好地理解这些沉积物如何演变，以优化减缓策略。 海洋不仅通过洋流、冰或直接吸收二氧化碳来调节气候。它还通过海洋地壳，从下方通过无形的过程不懈地工作。认识到这一隐藏的角色对于想象一个更平衡的未来以及设计整合地球地质动态的气候政策至关重要。

刚果雨林，历来被认为是地球上主要的碳汇之一，正经历着令人担忧的变化。 从2010年到2017年，这个广阔的生态系统从吸收二氧化碳转变为排放源，释放的二氧化碳多于其捕获的量。 这一剧变对全球抗击气候变化的努力构成了巨大的挑战。 刚果盆地，世界上第二大热带雨林，如今失去了作为抵御全球变暖的天然屏障的功能。 刚果雨林警报：从碳汇到排放源 非洲森林历来吸收了全球植被捕获的20%的二氧化碳。 刚果雨林曾是主要的碳汇，每年从大气中提取约6亿吨二氧化碳。 然而，在2011年至2017年间，这些森林不仅没有增加生物量，反而开始减少。 记录显示每年损失1.06亿吨的生物量，相当于每年释放约2亿吨的二氧化碳。 这一现象由英国莱斯特大学的Heiko Balzter领导的团队记录。 Balzter警告说，这一变化“基本上迫使我们更快地减少来自燃烧化石燃料的温室气体排放，以实现接近零排放”。 伐木和采矿：主要破坏者 人类活动推动了刚果雨林的这种环境变迁。在那里，有两个因素被认为是主要的破坏者： 手工和工业采矿：黄金和钶钽铁矿的开采，后者对电子设备至关重要 非法砍伐珍贵木材：如非洲柚木和珊瑚木，主要供应国际市场 冲突和经济困境：小型矿工破坏森林以获取矿产资源 在刚果民主共和国，大片地区被破坏以进行关键矿产的开采。 此外，还有非法开采珍贵木材，通常由外国公司进行。 这种双重压力导致了加速的森林砍伐和持续的生物量损失，直接影响碳平衡。 Balzter认为，“刚果热带雨林的砍伐”是非洲森林碳平衡变化的关键因素。 气候斗争的新要求 森林作为碳汇的丧失对全球抗击气候变化的斗争提出了严峻的要求。 这些森林群体角色的变化大大减少了它们作为减缓措施盟友的回旋余地。 为了描述非洲森林的状态，研究人员借助了卫星技术。 Balzter和他的同事们“通过卫星测量森林冠层的颜色和湿度含量以及某些点的高度来估算生物量。” 尽管在非洲大部分地区的地面数据仍然有限，这些方法提供了一个有用的近似。 研究承认未包括如湿地泥炭地等因素，这些泥炭地在刚果雨林的地表下保留了约300亿吨的古老碳。

最近关于二氧化碳 (CO₂) 转化的一系列研究将重点放在一种能够通过光化学过程生产清洁燃料的人工叶片上。 这项技术利用太阳光和有机成分，提供了一种创新的场景来转化资源并制造对环境影响较小的化学投入品。 剑桥的开发：甲酸盐作为能源载体 最新的进展来自剑桥大学，由Erwin Reisner教授领导的团队创造了一种人工叶片，能够再现自然光合作用并生成甲酸盐，这是一种通过二氧化碳、光和水的结合而得的清洁燃料。 该研究发表在Cell杂志上，描述了一种由有机半导体和细菌酶组成的生物混合系统。这些结构使设备能够自主运行，并在不需要化学添加剂的情况下保持稳定的性能。 最显著的成就包括： 由于辅助酶被安置在多孔钛基质中，连续24小时以上的操作稳定性。 使用简单的碳酸氢盐溶液作为反应介质。 高效生产甲酸盐，随后整合到药物合成中，无额外残留。 这是有机半导体首次在这种生物混合系统中发挥光捕获功能。 对化学工业的影响 甲酸盐的生产为化学投入品的制造提供了一种不同的操作模式。这种清洁燃料可以作为无排放的能源基础，非常适合需要纯化合物的合成链。 细菌酶的选择性避免了竞争性反应，并确保了获得产品的更高质量。 研究人员强调，化学工业约占全球排放的6%，并在很大程度上依赖于石油衍生的投入品。在这种情况下，一个能够将CO₂转化为可用燃料的自主系统可以减轻对化石资源的压力，并简化目前需要短寿命无机催化剂或有毒材料的过程。 技术创新和环境优势 最相关的新颖之处包括： 有机半导体作为光吸收剂，可调节属性且污染较少。 无副产品，这使得设备易于适应未来能够制造不同化学化合物的变体。 更大的可扩展性潜力，面向基于可再生资源的化学炼油厂。 伯克利的研究方向 另一项由MIT Technology Review传播的研究描述了在加州大学伯克利分校开发的太阳能装置，由Peidong Yang领导。 该系统通过金属“花”状铜结构将CO₂和水转化为烃类，如乙烯和乙烷。它使用硅纳米线来捕获光，并以甘油代替水运行，从而提高效率并生成甘油酸盐、乳酸或乙酸盐等副产品，在化妆品和制药行业中有应用。 挑战和前景 尽管取得了进展，专家警告说，当前的性能不足以大规模实施。催化剂的耐久性和过程的稳定性需要在纳入生产基础设施之前进行优化。 负责的团队认为，从空气或能源工厂捕获CO₂可能允许生成具有碳中和平衡的清洁燃料，将人工光合作用定位为减少对化石原料依赖的关键工具。 研究人员预计，通过更精确的设计技术和新的方法来稳定酶和有机半导体，将能够延长这些设备的使用寿命，并根据行业需求调整生成不同的化合物。 人工光合作用被认为是全球能源和化学转型中最有前途的技术之一。人工叶片和太阳能装置的进步表明，将CO₂转化为清洁和有用的燃料是可能的，从而减少排放并为可再生化学炼油厂铺平道路。