目前，全球的基础设施主要基于化石燃料体系构建。石油与天然气依旧是我们日常生活不可或缺的支柱，且该领域在全球范围内支撑着约1,200万工作岗位的生计。因此，要实现即刻全面摒弃化石燃料并不现实。尽管如此，向非石化能源的转型至关重要，而在这一过渡期间，我们需要探索并采取额外措施，其中，碳捕集技术被视为一项主要解决方案。这包括碳捕集与封存（CCS）、碳捕集与利用（CCU），以及二者的综合应用——碳捕集、利用与封存（CCUS）。
应对危机——我们能（及时）解决它吗？
去年在迪拜举行的COP28会议标志着首次“全球盘点”的结束，同时揭示了一个严峻的事实：在温室气体减排、增强气候适应力以及对脆弱国家提供财政与技术支持等所有关键领域，所取得的进展均显著滞后。
鉴于此，与会各国作出了如何加快各领域行动的决定。该计划不仅设定了到2030年将可再生能源增加两倍、能源效率翻番的目标，还呼吁各国政府加快摆脱对化石燃料的依赖。
脱碳和摆脱石化显然是关键目标，但只有与2015年《巴黎协定》的1.5°C目标保持一致才有意义。
我们必须清醒地认识到，各国在温室气体减排方面所做的承诺本质上是自愿性质的，一旦这些承诺被视为沉重的经济负担，许多国家可能会面临推进的困难与挑战。这更加凸显了工业界在其中发挥积极作用的不可或缺性。
正因如此，芬兰测量技术设备生产商维萨拉在今年2月将其企业宗旨更新为：全力以赴观世界，同心协力筑明天。维萨拉CEOKaiÖistämö解释说：“在应对气候变化的行动中，维萨拉致力于提供高度可靠的测量数据，助力全球的国家及地区和行业在理解、缓解和应对变化时作出更明智的决策。”
正如史蒂夫·乔布斯所言：“那些疯狂到认为自己可以改变世界的人，才是真正改变世界的人。”
清洁和可再生能源能够取代化石燃料，通过改变工艺技术和防止甲烷泄漏，可以减少温室气体排放，并且能从仍不可避免地产生二氧化碳的工艺过程中捕集碳。即便是那些难以处理的残余排放，也可以通过一系列碳去除策略——包括自然方法和先进技术手段——来加以应对，其中许多策略目前已成熟并得以应用。
改善气候——我们负担得起吗？
忽视气候问题所带来的代价，远远超出了采取积极应对措施所需投入的成本。据德勤2022年的研究显示，若不对气候问题采取行动，至2070年，全球经济将面临高达178万亿美元的巨大损失。然而，通过加速向净零排放的转型进程，全球经济在未来五十年内反而有望收获43万亿美元的收益。
碳捕集技术将在不久的将来迎来快速增长，预计到2035年，其年捕集量将达到4.2亿公吨。这一增长主要得益于全球政策的支持，例如美国通胀削减法案中提供的税收抵免等激励措施。然而，根据麦肯锡发布的《2023年全球能源展望：CCUS前景》报告，为了实现已宣布的净零排放目标，到2050年，全球每年平均需要在碳捕集技术上投资约1,200亿美元。但遗憾的是，截至2023年，仅筹集到了所需资金的大约四分之一。
碳捕集在减排工具箱中的作用
我们已到了必须竭尽全力来限制全球变暖的的紧要关头。CCUS技术虽已问世，但关键在于如何迅速扩大其应用规模。CCUS技术作为一条重要的过渡路径，能够为我们争取到宝贵的时间窗口，助力全球经济逐步挣脱化石燃料的枷锁。
国际能源署表示，CCUS在帮助解决现有基础设施排放问题方面发挥着战略作用，并为那些难以摆脱化石能源依赖的行业提供了解决方案。此外，CCUS还可以作为低碳氢生产的有效途径，并通过直接空气碳捕集及储存从大气中去除现有的碳。
石油和天然气行业可能热衷于研究和投资碳捕集，因为它提供了延长“石油时代”的潜在机会，但点源碳捕集本质上是一种“末端治理”解决方案。从长远和经济性的角度来看，最理想的做法是从源头上避免二氧化碳的产生，这样的解决方案更为根本且经济可行。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）的第六次评估报告研究了可将全球升温限制在1.5°C以内的缓解情景。该报告明确指出，在任何情境下，CCUS技术都无法支持继续以当前水平使用化石燃料。研究进一步表明，到2050年，为实现净零排放目标所需的总体减排量中，约有6%可能需依赖CCUS技术来实现。
现实世界中的碳捕集
二氧化碳测量仪器广泛应用于各种各样的碳捕集应用，其中，准确性和长期可靠性是首要考虑因素。
芬兰的Carbonaide公司正通过一项创新工艺，持续测量混凝土中的二氧化碳封存量，这一举措在碳足迹显著的行业中展现出巨大的应用潜力。该工艺的最终产品通过将二氧化碳矿化，不仅能够替代部分水泥成分，还能有效提高混凝土的质量，这无疑是CCUS技术的一个典型范例。更重要的是，通过连续的监测手段，还能验证二氧化碳封存的实际效果。
另一个案例来自荷兰瓦赫宁根大学及研究中心。十多年来，他们一直利用研究中心温室中的二氧化碳传感器，助力荷兰的温室经营者与本国工业部门合作，高效利用二氧化碳副产品。
研究人员已建立一家试验工厂，用于去除丹麦阿迈厄尔巴克垃圾焚烧发电厂焚化炉排放出的二氧化碳，该发电厂是北欧最大的热电联产工厂之一（图片来源：Hufton&Crow/ARC）
垃圾焚烧是一种流行的垃圾处理和发电方式。然而，混合多变且包含化石与生物成分的燃料在燃烧过程中给监测工作带来了不小的挑战。关键在于，烟气中的生物来源二氧化碳与化石来源二氧化碳需被准确区分，因为相较于燃烧塑料袋等化石燃料，燃烧废木材等生物燃料在环境可持续性方面具有更显著的优势。
垃圾焚烧过程同样伴随着大量温室气体的排放，因此实施碳捕集技术显得尤为重要。以丹麦技术大学的研究人员与位于丹麦哥本哈根的阿迈厄尔巴克垃圾焚烧发电厂合作为例，他们共同开发了一项创新工艺，旨在有效捕集排放中的二氧化碳。该项目使用各种二氧化碳探头来测量碳捕集效率，以证明该过程的有效性。
一旦二氧化碳被成功捕集，便有多种应用与处置方式可供选择。在利用方面，二氧化碳可用于食品生产、温室种植及工业流程中，包括有待创新的全新产品。而在储存方面，将二氧化碳封存于地下用于建筑材料——这有助于实现《巴黎协定》1.5°C温控目标。
展望未来
全球都有应对气候变化的政治意愿，而且有令人鼓舞的迹象表明各国政府愿意并能够加大国家贡献。但时间紧迫。欧盟哥白尼气候变化服务中心早前发布的一项报告警示我们，2023年全球平均气温创下历史最高纪录，比工业化前平均气温高出1.52℃。
碳捕集技术在应对气候变化的战略布局中，似乎将扮演举足轻重的角色，但其有效实施还需在经济可行性和规模化应用方面获得充分验证。正因如此，精确的测量与持续监测成为了这些技术发展的核心要素。
工业需要把可持续性置于其发展的核心地位。面对这一必然趋势，更为严格的监管措施势在必行。企业若能即刻付诸行动，将为自身的长远发展奠定坚实基础。数字胜于言语，测量技术帮助世界了解气候变化并促使企业和国家采取正确的行动。缺乏数据的支撑，所有的判断与决策都将沦为无根据的臆测。
最后，以一句被广泛认为是美洲原住民的名言作结：我们应该记住，我们不是从祖先那里继承了地球，而是从我们的子孙后代那里借来的。
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