我們快要沒有時間了。巴黎氣候公約企圖在本世紀末控制暖化在2°C以內,但是要達到這個目標,光靠減排限碳似乎真的不容易,很可能得仰賴從大氣中抽取二氧化碳的「負碳排」技術。英國劍橋大學學者雷德芬(Simon Redfern)在英國獨立報發表文章介紹其中一個可能性——用採礦廢料吸收大氣中的二氧化碳。英國政府自然環境研究理事會更為此啟動860萬英鎊的研究計畫。
過去45億年來,地球一直以這種緩慢的自然地質過程,調節著氣候和地表環境。不過,天然地質過程花費數百萬年做的事,人類可否幾十年內做到?研究團隊也正試著找出答案。
這項英國政府的研究計畫,其中一個主題就是「碳酸鹽-矽酸鹽循環」(carbonate-silicate cycle)或「慢碳循環」(slow carbon cycle)。
雷德芬指出,全世界的深層和露天採礦作業留下了大量無用的瓦礫,也就是原本覆蓋在煤礦或金屬礦上的石頭或土壤。這些瓦礫和礦石經過處理後剩下的殘渣常常被丟在垃圾場。由於接觸空氣的表面增加了,這些廢料變得容易產生化學反應。
提取和壓碎這些廢料耗費大量能量。不過,把石塊壓碎露出更多可和二氧化碳產生化學反應的表面。也就是說,採礦所消耗的能源可以被回收。
花崗岩和玄武岩等地球藏量豐富的天然矽酸鹽岩,吸收大氣和海洋中的二氧化碳,合成白堊岩和石灰石等碳酸鹽岩。
大氣二氧化碳和水跟這些矽酸岩作用,溶出鈣和鎂於水中,吸收二氧化碳形成碳酸氫鹽。這樣的水就是進入海洋的天然河水。在碳含量比陸地高60倍的海洋中,鈣和碳酸氫鹽重新結合,經過數百萬年,透過海洋生物合成貝殼,最後結晶形成方解石或白堊。
今日的河流每年帶著數億噸碳進入海洋,但是燃燒化石燃料的排碳量是河流攜碳的30倍之多。以漫長的地質時間表來看,這些過程最終會讓大氣中二氧化碳回到穩定狀態。
但人類沒有時間——工業化創造的碳排輕鬆破壞大自然的平衡。天然地質過程花費數百萬年做的事,人類可否幾十年內做到?雷德芬說,他的團隊將研究目前採礦廢料溶於水的過程來試圖找出解答,也許可以找到加速這個化學過程的微生物。
其他在牛津、南安普敦和卡地夫大學的研究團隊則分別研究,矽酸鹽礦廢料釋出的碳和鎂如何可以變回方解石之類的礦物,把二氧化碳變成土壤中的礦物。
雷德芬表示,這些過程是否能抵銷採礦消耗的能量、規模是否夠大、是否有效,還有待觀察,但至少是達成氣候目標的新方向。