音頻科普:去除甲烷可以緩解溫室效應(yīng)嗎?
發(fā)布時(shí)間:2020-06-03
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音頻科普:去除甲烷可以緩解溫室效應(yīng)嗎?

大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的頂峰(圖片來(lái)源:pixabay)

  最近,來(lái)自“全球碳項(xiàng)目(Global Carbon Project)”的科學(xué)家們針對(duì)全球變暖問(wèn)題提出了一種新的解決思路。新的研究將目光聚焦在二氧化碳之外、另一種同樣會(huì)引發(fā)溫室效應(yīng)的氣體上,也就是甲烷。

  一直以來(lái),人們致力于減少二氧化碳排放以緩解溫室效應(yīng)。然而現(xiàn)實(shí)情況是,即便全球的氣候?qū)<?、環(huán)境學(xué)家已經(jīng)設(shè)想和推行了各種各樣的應(yīng)對(duì)方式,也依然無(wú)法逆轉(zhuǎn)日益嚴(yán)峻的全球變暖趨勢(shì)。截至今年上半年,大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的頂峰。如果以當(dāng)前的速度繼續(xù)發(fā)展下去,那么在一千年之內(nèi)地球上的冰將會(huì)大幅融化,導(dǎo)致海平面上升數(shù)十米,徹底改變所有生物生活的環(huán)境。

  因此,一些科學(xué)家逐步改變思路,試圖另辟蹊徑尋找更為有效的解決方法。我們知道,大量的甲烷氣體來(lái)自農(nóng)業(yè)、工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。按照科學(xué)家們的計(jì)算,這些氣體在進(jìn)入大氣層后,它們會(huì)有比二氧化碳更可怕的引發(fā)氣候惡化的能力。之所以過(guò)去并沒(méi)有對(duì)甲烷有更多的關(guān)注,其中一個(gè)原因在于甲烷并不像二氧化碳?xì)怏w會(huì)在大氣中留存那樣長(zhǎng)的時(shí)間,它相對(duì)更容易處理和解決??茖W(xué)家猜想,或許處理甲烷會(huì)有意想不到的效果。

將甲烷轉(zhuǎn)化為二氧化碳(圖片來(lái)源:見(jiàn)參考文獻(xiàn))

  經(jīng)研究人員比較后發(fā)現(xiàn),處理甲烷對(duì)于緩解溫室效應(yīng)來(lái)說(shuō)確實(shí)是一個(gè)很好的策略。最主要的原因在于,大氣中單位重量的甲烷反而會(huì)比二氧化碳捕獲更多的熱量。項(xiàng)目的研究人員指出,當(dāng)去除空氣中30億噸甲烷氣體,就可以將溫室效應(yīng)水平恢復(fù)到正常數(shù)值。

  如果我們要去除甲烷分子,最常見(jiàn)的方法是利用沸石將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳。這個(gè)方案聽(tīng)起來(lái)似乎不可思議,因?yàn)闉榱藴p緩溫室效應(yīng)卻反而需要增加二氧化碳的排放。實(shí)際上,進(jìn)行針對(duì)甲烷的處理后,此時(shí)排放的二氧化碳只是工廠正常排放數(shù)月的量值?,F(xiàn)今大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)超過(guò)了百萬(wàn)分之四百,而新方案如果順利執(zhí)行,將有可能削弱六分之一的變暖效果。因此如果我們從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度上看,這個(gè)方案并非沒(méi)有考慮的價(jià)值。

  為此,研究人員分析了大量對(duì)于沸石的研究。沸石是一種多孔材料,它的孔隙中可以容納金屬催化劑。通常,人們通過(guò)沸石和其他材料將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇,這是工業(yè)上制造特殊化工原料的過(guò)程。研究人員移除其中繁瑣的工藝,讓甲烷直接轉(zhuǎn)化為二氧化碳。甲烷的能量比二氧化碳要高,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,這個(gè)轉(zhuǎn)化幾乎不需要其它外部條件,反應(yīng)就能夠自動(dòng)進(jìn)行。在這個(gè)過(guò)程中,反應(yīng)對(duì)于沸石壽命的影響較小,可以延長(zhǎng)其使用的期限。最終二氧化碳直接排放,不必另外再進(jìn)行捕集工作。于是整個(gè)過(guò)程變得高效便捷且成本低廉。

大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)超過(guò)了百萬(wàn)分之四百(圖片來(lái)源:pixabay)

  盡管這項(xiàng)方案看上去非常經(jīng)濟(jì),但是真正要推行卻還有兩個(gè)方面的阻礙。首先,捕集大氣中的甲烷并不容易,無(wú)論是捕獲方法還是捕獲設(shè)備,在這些技術(shù)細(xì)節(jié)上還需要花費(fèi)更多的時(shí)間進(jìn)行研究。其次,要讓人們重新審視和分析這些問(wèn)題,就需要有更加完善的理論和切實(shí)可行的方案進(jìn)行支撐,因此相關(guān)的研究人員未來(lái)依然任重而道遠(yuǎn)。

  無(wú)論如何,這項(xiàng)研究給了人們新的啟發(fā),科學(xué)家可以從新的角度切入去解決氣候問(wèn)題。同時(shí)這也告訴我們,只要齊心協(xié)力,要讓當(dāng)前惡劣的氣候環(huán)境恢復(fù)為正常水平也并非是完全不可能的事情。當(dāng)然,無(wú)論是選擇什么樣的解決方案,人們都必須盡快采取相對(duì)應(yīng)的行動(dòng),否則很快氣候?qū)?huì)到達(dá)一個(gè)更糟的局面。




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