尊龙凯时·中国官方网站ღ✿✿,尊龙 agღ✿✿,尊龙凯时 - 人生就是搏!ღ✿✿,能源开发ღ✿✿!“马斯克的钱也不是大风刮来的ღ✿✿,对碳捕获投入一亿美元ღ✿✿,说明他的眼中有星辰大海ღ✿✿,开展相关赛事也是对特斯拉和 SpaceX 的愿景延续ღ✿✿。”谈及马斯克斥巨资入局碳捕集ღ✿✿,康奈尔大学机械工程系在读博士ღ✿✿、北美福布斯杂志能源领域 “30 under 30 ” 榜单入选者曹祥坤做出如上评价ღ✿✿。
美国当地时间 1 月 21 日ღ✿✿,马斯克发推特称ღ✿✿,将捐赠 1 亿美元以奖励优秀碳捕集技术ღ✿✿。2 月 8 日ღ✿✿,美国非营利性基金会 XPRIZE 宣布ღ✿✿,由马斯克和马斯克基金会赞助的 1 亿美元 XPRIZE 碳捕集大赛($100M XPRIZE for Carbon Removal)即日成立ღ✿✿。这意味着尊龙凯时·人生就是博ღ✿✿,马斯克此前发表的推特 “正式兑现”ღ✿✿。
此前ღ✿✿,XPRIZE 举办的前沿技术比赛ღ✿✿,多与人类命运休戚相关ღ✿✿。而本次赛事的重点 ——碳捕集技术(Carbon Capture)ღ✿✿,是负碳技术的重要过程之一ღ✿✿。
此前有人质疑马斯克为何不多种树?事实上ღ✿✿,光有树还不够ღ✿✿。空气中的 CO₂ 正在不断增加ღ✿✿,2019 年时均值一度达到 409.8 ppm(Parts per millionღ✿✿,百万分率)ღ✿✿,这也是近八十万年历史以来的峰值ღ✿✿。
另据联合国支持的政府间气候变化专门委员会估算ღ✿✿,为避免气候变化招来严重后果ღ✿✿,人类必须在 21 世纪结束之前ღ✿✿,除掉大气中一千亿至一万亿吨 CO₂ღ✿✿。而马斯克本次瞄准的ღ✿✿,正是直接清除 CO₂ 的技术ღ✿✿。
曹祥坤认为ღ✿✿,马斯克参与碳捕集竞赛ღ✿✿,可让相关实验室技术更快进入应用ღ✿✿。他说ღ✿✿:“这说明马斯克认为碳捕获是个高风险ღ✿✿、高收益的风口ღ✿✿,也体现出他在全球碳中和承诺大背景下的企业家责任尊龙凯时·人生就是博ღ✿✿。”同时他表示ღ✿✿,马斯克对于碳捕获领域的投入ღ✿✿,可能也跟 SpaceX 的火星探索的计划相关ღ✿✿。
以碳捕获为代表的负碳技术ღ✿✿,不仅有望缓解气候变化问题ღ✿✿,而且具备商业价值ღ✿✿。要知道ღ✿✿,火星上面的 CO₂ 浓度远高于地球ღ✿✿,加州大学伯克利分校杨培东教授也曾表示ღ✿✿,火星大气里 96% 的成分为 CO₂ღ✿✿。
而火星有水的证据已被发现ღ✿✿,那么在阳光照射下ღ✿✿,CO₂ 加水进行反应就可转化成氧气或甲醇ღ✿✿,氧气可供给人类呼吸ღ✿✿,甲醇则可作为清洁燃料ღ✿✿,这意味着人类真的有可能移民火星ღ✿✿。
而本次“马斯克比赛”ღ✿✿,会在 2021 年 4 月 22 日世界地球日公布比赛详情ღ✿✿。目前可确定的是ღ✿✿,这是一项持续四年的分阶段比赛ღ✿✿,将从 2021 年世界地球日持续到 2025 年世界地球日ღ✿✿,方式为组队参加ღ✿✿。
开赛 18 个月后ღ✿✿,将有 15 支团队分别获得 100 万美元奖励ღ✿✿,同时会有 25 支学生团队获得 20 万美元的支持ღ✿✿。在 2025 年的决赛中ღ✿✿,第一名ღ✿✿、第二名和第三名ღ✿✿,将分别获得 5000 万美元ღ✿✿、2000 万美元ღ✿✿、1000 万美元的奖励ღ✿✿。
自 2016 年始ღ✿✿,曹祥坤所在的康奈尔大学团队及相关孵化企业ღ✿✿,参加了马斯克比赛的姊妹篇 ——$20M Carbon XPRIZEღ✿✿,该比赛为期五年ღ✿✿,重点是把 CO₂ 转化为有用的产物ღ✿✿。
曹祥坤所在团队的研究ღ✿✿,是利用太阳光作为唯一能量输入ღ✿✿,通过 HI-Light 规模化光热催化反应器ღ✿✿,把 CO₂ 气体转化为可使用燃料ღ✿✿。
下图是他主导开发的实验室规模 HI-Light 光热催化反应器ღ✿✿,其发表在《细胞》子刊 iScience 上的论文ღ✿✿,证实了通过引入光波导和导流技术ღ✿✿,能实现反应器内均匀的光分布ღ✿✿,以及更好的 “反应物 - 催化剂” 的混合ღ✿✿,催化剂利用效率也可获得显著提高ღ✿✿。
Carbon XPRIZE 比赛的参加ღ✿✿,也使他从项目初始阶段ღ✿✿,就去思考反应器的规模化设计前景ღ✿✿,其为团队主导的相关设计ღ✿✿,也获得了 2017 年 Tech Briefs 杂志 “创造未来设计大赛 ”全球唯一特等奖ღ✿✿。
2021 年 1 月ღ✿✿,曹祥坤所在团队参加的比赛进入尾声ღ✿✿,并结束大规模样机测试人工学院修改器ღ✿✿。受益于参赛带来的鞭策ღ✿✿,相比 5 年前的实验室小规模反应器ღ✿✿,他们已通过提高反应器规模的方法ღ✿✿,提升了 CO₂ 处理体量ღ✿✿,催化剂产率ღ✿✿、选择性和稳定性也得到大幅提高ღ✿✿。
凭借该工作ღ✿✿,曹祥坤获得了北美福布斯能源榜“30 Under 30”ღ✿✿、全美十大杰出华人青年ღ✿✿、德国林岛诺奖大会青年学者等荣誉ღ✿✿。
凭借参赛带来的曝光ღ✿✿,其团队也获得了美国国家科学基金会ღ✿✿、美国能源部的资助ღ✿✿,并获得壳牌公司 “Shell GameChanger”以及著名投资人 David Atkinson 在内的多处投资ღ✿✿。他认为ღ✿✿,参加此类比赛的最大意义在于ღ✿✿,可同时促进科学研究和成果转化ღ✿✿。
此前曹祥坤参加的比赛ღ✿✿,按照 CO₂ 转化产物的种类ღ✿✿,将决赛团队分为四个不同种类ღ✿✿。对于本次 “马斯克比赛”ღ✿✿,他预计也会有相应分类ღ✿✿:比如通过从空气中捕获 CO₂ღ✿✿、从烟气中捕获 CO₂ღ✿✿、从海水中捕获 CO₂ 等来源来分类ღ✿✿,或者以捕获方式来区分ღ✿✿。
“马斯克比赛” 时间长达四年ღ✿✿,目的也是为了促进不同阶段技术的规模化ღ✿✿。曹祥坤表示ღ✿✿,一般赛事各阶段会有不同要求人工学院修改器ღ✿✿,以他参加的姊妹赛为例ღ✿✿,半决赛和决赛阶段要处理的 CO₂ 量也不一样ღ✿✿。
他认为“马斯克比赛”的难点在于ღ✿✿,现有的技术已经可以捕集 CO₂ღ✿✿,但是该比赛目的是要实现过程的有效性ღ✿✿、经济性以及规模化应用等多指标ღ✿✿。
谈及比赛的意义ღ✿✿,他表示ღ✿✿,在多数国家支持碳中和的基础上ღ✿✿,此次比赛一定能促进实验室技术的快速转化ღ✿✿,以商业化要求ღ✿✿、倒逼技术迅速迭代和更新ღ✿✿。
并且ღ✿✿,以往相关比赛最高奖金为 2000 万ღ✿✿,此次比赛奖金高出几倍ღ✿✿,肯定会激励更多人参赛ღ✿✿。进入决赛的团队ღ✿✿,也更容易获得相关投资ღ✿✿。
不过让他感到遗憾的是ღ✿✿,此前他参加的比赛ღ✿✿,中国仅有一支来自苏州的团队入围决赛ღ✿✿,最终也因为疫情原因被迫弃赛ღ✿✿。
事实上ღ✿✿,早在 1972 年ღ✿✿,碳封存及应用项目就已出现ღ✿✿。在早期ღ✿✿,碳封存及应用技术主要用于提高石油采收率ღ✿✿,即把 CO₂ 注入油田ღ✿✿,帮助开采出更多石油ღ✿✿。
直到 1980 年代ღ✿✿,碳捕集对缓解气候变化的作用ღ✿✿,才真正成为研究对象ღ✿✿。“孤独的狼”ღ✿✿,是麻省理工学院能源计划高级研究工程师霍华德・赫尔佐格(Howard Herzog)对该技术发展形势的形容ღ✿✿。
从当前的主流研究来看ღ✿✿,捕获 CO₂ 主要有以下三种方式ღ✿✿:第一种是从空气中捕获ღ✿✿,这种方式最为直接ღ✿✿;第二种是从烟气中捕获ღ✿✿,其能捕捉到更多 CO₂ღ✿✿;第三种方式是从海水中捕获ღ✿✿,海洋是最大的碳汇集地ღ✿✿,自工业时代起ღ✿✿,海洋就吸收了约 40%的人为 CO₂ღ✿✿,CO₂ 有效浓度也比较高ღ✿✿,为 2.1 mmol/kgღ✿✿。
此前应用难的原因之一是技术成本极高ღ✿✿。2011 年美国物理学会曾估算尊龙凯时·人生就是博ღ✿✿,当时从空气中直接捕获一吨 CO₂ 的成本为 600 美元ღ✿✿,而只有降到 100 美元以下ღ✿✿,才有望大规模应用ღ✿✿。
曹祥坤告诉 DeepTechღ✿✿,在碳中和领域ღ✿✿,中国也在行动ღ✿✿。比如大连化物所的李灿院士团队ღ✿✿,正在用 CO₂ 加氢来转化成甲醇ღ✿✿,最近其团队的千吨级 “液态太阳燃料合成示范项目” 也已通过科技成果鉴定ღ✿✿。
2020 年 10 月ღ✿✿,“应对气候变化和二氧化碳捕集ღ✿✿、利用与封存会议” 召开ღ✿✿,会议由西北大学ღ✿✿、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心ღ✿✿、中石油长庆油田分公司联合主办ღ✿✿,会上成立了鄂尔多斯盆地 CCUS 设施科技委员会ღ✿✿。
与会的中国科学院张国伟和中国工程院赵文智等八位院士也发出呼吁ღ✿✿:“应对气候变化ღ✿✿,我们携手行动人工学院修改器ღ✿✿,大力开展协同创新ღ✿✿,形成推进自主创新的强大合力ღ✿✿。”
曹祥坤还表示ღ✿✿,目前全球已有几家知名碳捕集企业ღ✿✿,其中一家是加拿大企业 Carbon Engineeringღ✿✿,该公司直接从空气中捕获 CO₂ღ✿✿,其创始人之一是哈佛教授 David Keithღ✿✿。
2018 年ღ✿✿,该教授曾在《细胞》姊妹刊《焦耳》上发表论文称ღ✿✿,“使用直接空气捕获法ღ✿✿,理论上可将机器捕集 CO₂ 的成本降低到每吨 100 美元以下ღ✿✿。”
2019 年ღ✿✿,该公司凭借上述论文研究ღ✿✿,曾获得当年《麻省理工科技评论》评定的十大突破技术之一ღ✿✿,比尔・盖茨参与评定该榜单ღ✿✿,同时他也是该公司的投资人尊龙凯时·人生就是博ღ✿✿。
据悉ღ✿✿,Carbon Engineering 的碳捕集技术主要步骤有ღ✿✿:第一步是捕获ღ✿✿,第二步是用催化的方式ღ✿✿,让捕获的 CO₂ 和水电解产生的氢气反应ღ✿✿,从而产生合成燃料ღ✿✿。
另一家代表性碳捕获企业是瑞士 Climeworks 公司ღ✿✿,其曾开设工厂ღ✿✿,并通过捕获 CO₂ღ✿✿、以加氢的方式生成甲烷ღ✿✿,液化后的甲烷可用于天然气燃料类货车ღ✿✿。
生成甲烷可能是因为产率相对更高ღ✿✿,虽然其价值比不上以甲醇ღ✿✿、乙醇为代表的液态燃料ღ✿✿,但这也是在各目标参数之间的综合权衡ღ✿✿。此外ღ✿✿,Climeworks 还把捕获提纯后的 CO₂ღ✿✿,给瑞士一家工厂制作饮料用(可乐人工学院修改器ღ✿✿、雪碧等碳酸饮料都含有 CO₂)ღ✿✿。
第三家知名碳捕集公司是纽约的 Global Thermostatღ✿✿,他们做的是从烟气中捕获 CO₂人工学院修改器ღ✿✿。其使用定制设备和基于胺的化学 “吸附剂”ღ✿✿,并与多孔蜂窝状陶瓷 “整体件” 结合后ღ✿✿,可起到 “碳海绵” 的作用ღ✿✿,“碳海绵” 可直接从大气ღ✿✿、烟气ღ✿✿、或两者的混合物中有效吸收 CO₂ღ✿✿。这种方式吸收的 CO₂ 浓度ღ✿✿,比空气捕获法的浓度更高ღ✿✿。
目前ღ✿✿,全球十大经济体中ღ✿✿,除美国ღ✿✿、印度和巴西之外ღ✿✿,已有七个国家做出过会在 21 世纪中叶实现碳中和的承诺ღ✿✿。
其中人工学院修改器ღ✿✿,中国承诺将在 2030 年达到碳排放峰值ღ✿✿,并将在 2060 年达到碳中和ღ✿✿;日本承诺将在 2050 年达到碳中和ღ✿✿。
鉴于拜登上台后ღ✿✿,已重新加入《巴黎气候协定》ღ✿✿,曹祥坤认为本届美国政府或将于不久后做出类似承诺ღ✿✿,毕竟这是国际发展大势所趋ღ✿✿。
曹祥坤希望中国也能就相关技术在国际舞台上发声ღ✿✿。此前ღ✿✿,美国退出《巴黎气候协定》后ღ✿✿,中国在此方面一直充当领导者角色ღ✿✿。在当前国际形势下ღ✿✿,投入碳中和领域ღ✿✿,可体现中国的国际事务担当ღ✿✿,中国过往的履历也证明ღ✿✿,其有能力实现既定目标人工学院修改器ღ✿✿。
他举例称ღ✿✿,2020 年末 “嫦娥五号” 从月球带回土壤样本ღ✿✿。而早在 2004 年ღ✿✿,中国就曾定下将于 2020 年实现的计划表ღ✿✿。2004 年的一份报纸曾提到ღ✿✿,“嫦娥五号” 要先绕ღ✿✿、后落ღ✿✿、再回ღ✿✿,按照三步走计划获取月球土壤样本尊龙凯时·人生就是博ღ✿✿。
现在回看ღ✿✿,16 年的确很遥远ღ✿✿,但如果制定了切实的目标和计划ღ✿✿,通过努力往往就能实现ღ✿✿。2020 年末ღ✿✿,得到 App 创始人罗振宇在 “时间的朋友” 2021 跨年演讲中提到ღ✿✿,这场碳中和的事业ღ✿✿,就是一场超大目标ღ✿✿、超大红利的 “奇迹业”人工学院修改器ღ✿✿。
当前ღ✿✿,中国距离 2060 年实现碳中和ღ✿✿,还有 39 年时间ღ✿✿,曹祥坤认为如果中国企业和高校团队参与该比赛ღ✿✿,一定能让世界舞台上出现更多中国声音ღ✿✿。