碳

每年，西班牙产生超过一百万吨干燥污水污泥，这是一种经济价值低且环境管理复杂的城市废物。 这些废物是污水处理过程的结果，含有高水平的有机物、磷、氮和金属。这对中小型市镇来说是一个挑战。 然而，由能源与环境化学研究所（Iquema）开发的一项新技术提出了一种创新解决方案：将污泥转化为活性炭以制造可持续电池。 具有环境和能源影响的先锋技术 在Epremasa管理的Villaviciosa污水处理厂的合作下，Iquema的科学团队通过包括以下步骤的过程，将这些废物转化为多孔导电材料： 干燥和化学处理 800°C热解，一种分解有机物的热化学技术 与硫混合以制造电极 结果是基于硫的电池，据研究人员Almudena Benítez和Azahara Cardoso称，其储能容量可达传统锂离子电池的三倍。这一进展对仍面临续航限制的电动交通等行业具有直接影响。 应用于能源的循环经济 这一发展是Iquema更广泛研究的一部分，专注于城市和农业工业废物的再利用以创造可持续能源技术。 迄今为止，已经探索了如橄榄核或杏仁壳等材料，但污水污泥代表了一种丰富且未充分利用的资源，特别是在没有基础设施加以利用的地方。 “将城市废物转化为电池关键组件是整合可持续性、创新和循环经济的体现”，研究所指出。 可持续电池的关键优势 减少有毒废物和污染排放 降低锂和钴矿业的影响 提高能源效率和可再生能源网络的稳定性 回收有价值的材料和能源自主 经济节约和设备更长的使用寿命 这些电池可以储存来自太阳能和风能等可再生能源的能量，补偿其间歇性并改善电网稳定性。 迈向未来能源的坚定步伐 超越实验室，这项技术为将城市废物转化为能源解决方案开辟了新可能性，减少对关键原材料的依赖，并增强环境和经济的韧性。在全球能源转型的背景下，可持续电池不仅储存能量：它们储存未来。

Las 极端干旱因气候变化而加剧正在深刻改变陆地生态系统的运作，特别是在草原和灌木丛中，这些地区覆盖了地球的一半，并储存了超过全球30%的碳。 一项由Timothy Ohlert和Melinda D. Smith（科罗拉多州立大学）领导的最新研究发表在《科学》杂志上，警告称极端和长期干旱导致的植物生产力损失远比孤立或适度的事件严重得多。 生态影响：光合作用减少，排放增加 在干旱期间，植被遭受水分胁迫，这减少了其光合作用能力，从而降低了大气碳捕获。同时，土壤微生物活动减少，稳定碳的形成减缓。 在极端情况下，植物死亡和植被覆盖损失使土壤暴露于侵蚀，释放出先前储存的二氧化碳。 “在四年极端干旱后，植物生产力的平均损失翻倍”，研究指出，这威胁到这些生态系统作为碳汇的能力。 最脆弱的地区：地中海、南部非洲和中亚 基于六大洲的74个生态系统的数据分析显示，干旱和半干旱地区受影响最严重。其中包括： 地中海地区 美国西南部 南部非洲 中亚 在这些地区，长期干旱可能中断新植物的出现，降低其繁殖能力，并深刻改变物种动态，加剧高太阳辐射和降雨周期的变异性。 对生物多样性、畜牧业和农业的风险 草原和灌木丛不仅储存碳：它们也是生物多样性的储存库、畜牧业的食物来源和防止侵蚀的天然屏障。植被的损失危及： 畜牧生产 农业稳定性 授粉者和有益微生物的栖息地 此外，极端事件后的生态重建变得越来越困难，尤其是在干旱连续多年发生时。 理解未来气候的全球实验 这项研究是国际干旱实验（IDE）的一部分，这是专注于干旱研究的最大实验网络，拥有超过170名研究人员。在74个研究地点复制的设计允许比较不同气候、土壤和植物群落的影响。 使用的降雨操控结构表明，极端干旱的影响具有全球意义，可能将这些生态系统转变为碳排放源，形成一个恶性循环：保留的碳减少意味着更多的温室气体和更大的全球变暖。

一个由麻省理工学院 (MIT)的研究人员组成的团队设计了一种革命性的空气过滤器，使得普通建筑物可以直接从其通风系统中捕获二氧化碳 (CO₂)，其净效率为92%，并且无需额外能源。 这一创新可能在应对气候变化的斗争中成为一个转折点，通过将碳捕获集成到现有的城市基础设施中。 分布式捕获：DAC工厂的替代方案 与传统的直接空气捕获 (DAC) 工厂不同——这些工厂规模大、成本高且能耗高——这种解决方案基于一种去中心化的逻辑：数以千计的小点从已安装在住宅、办公室和工厂中的暖通空调系统中捕获CO₂。 该过滤器由涂有聚乙烯亚胺 (PEI)的碳纳米纤维 (CNF)组成，这是一种允许被动吸附CO₂的聚合物，而不会改变气流。 利用太阳能或电能的高效再生 捕获技术的最大挑战之一是释放捕获的CO₂。这种过滤器因其能够利用可再生能源再生的能力而脱颖而出，有两种方法： 太阳能热再生：通过直接太阳能加热达到80°C，得益于其高吸收率 (94.4%)和低热容 电热再生 (焦耳加热)：通过1-2秒的电脉冲，利用纳米纤维的导电性 (38.7 ohms/sq)，非常适合太阳能、风能或水电等清洁能源 成本和可扩展性：可行的城市解决方案 每吨CO₂捕获的估计成本： 使用太阳能：362美元 使用电力：821美元 有税收激励（如美国的《通货膨胀削减法案》）：199至638美元 潜在影响： 在美国每年捕获多达2500万吨的CO₂ 在全球范围内多达5.96亿吨，相当于澳大利亚或韩国等国家的年度排放量 关键应用和好处： 无需结构改造即可实现建筑物脱碳 将家庭和办公室转变为气候资产 减少对大型工业基础设施的依赖 在不改变生活方式的情况下促进市民采用 是能源效率和电气化政策的理想补充 挑战和下一步 主要障碍不是技术性的，而是物流：如何大规模制造、分发和维护这些过滤器。然而，这一挑战比建造新的DAC工厂更容易解决。 像Heirloom和CarbonBuilt这样的初创公司已经在探索其在住宅建筑中的应用，而像哥本哈根和旧金山这样的城市正在评估将其纳入可持续建筑法规。 迈向碳捕获城市 这项技术不能单独解决气候危机，但可以集成到包括可再生能源、能源效率和电气化在内的去中心化解决方案生态系统中。 将每栋建筑转变为碳捕获的活跃单元不再是乌托邦：这是一种具体的技术可能性。

大气中二氧化碳（CO₂）的浓度在2024年达到历史新高，主要原因是森林火灾，根据世界气象组织（WMO）的最新报告。 CO₂达到423.9 ppm（百万分之一），而 甲烷达到1942 ppb（十亿分之一），一氧化二氮达到338 ppb，标志着三种主要温室气体的前所未有的增长。 加速增长：是什么推动了增加？ 在60年代，CO₂以每年0.8 ppm的速度增长。在2011年至2020年之间，这一速度增加到每年2.4 ppm，而在2023年至2024年之间飙升至3.5 ppm，这是自1957年现代测量开始以来的最大增幅。 这种增加不仅仅是由于经济活动。事实上，自1968年以来，碳强度——每单位GDP的排放量——一直在稳步下降，这表明全球经济正在逐步去碳化。 “全球经济在排放更少的情况下生产越来越多的产品”，报告指出。然而，如果去碳化的速度未能超过GDP的扩张速度，快速的经济增长可能会抵消效率的进步。 森林火灾：排放记录背后的隐性因素 WMO的报告将大火确定为2024年排放增加的主要原因。在加拿大，2023年烧毁了1500万公顷，产生的CO₂超过了除中国、美国和印度以外的任何国家。 在2024年和2025年，巴西、玻利维亚和西班牙的火灾也达到了关键水平。仅在西班牙，估计排放了1900万吨CO₂，接近发电排放（25 Mt）。 长期影响：植被减少，吸收减少 火灾不仅释放储存的碳：还减少了生态系统的吸收能力。烧毁的地区留下了稀疏的植被，限制了光合作用，将以前的碳汇转变为碳源。 这一现象产生了一个恶性循环：气候变化加剧了火灾，反过来又加剧了全球变暖。 去碳化和森林管理：两个不可分割的前线 虽然经济去碳化至关重要，但如果没有大规模的森林管理，将是不够的。根据专家的说法，需要在至少5%的森林区域进行干预以防止高强度火灾。 “无法扑灭的火灾时代已经到来，但我们仍然可以避免它”，报告警告。 森林工程在多个地区证明了其有效性，应该与减排政策一起成为战略优先事项。 关键建议 积极的土地管理：恢复、防火带、监测和预防 加速去碳化：能源转型、效率和清洁运输 火灾预防：森林规划、教育和预警系统 基于证据的治理：用科学、技术和人文主义取代意识形态