宝马电动汽车续航里程将会因新电池而改善 - 彭博社
Wilfried Eckl-Dorna
在阿拉斯加东南部展示了跃出水面的虎鲸。一家海洋初创公司有一个独特的计划来清理碳。
摄影师：VW Pics/Universal Images Group Editorial宝马公司计划从包括Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.和Eve Energy Co.在内的六家新工厂购买电动汽车电池，这家全球最大的豪华汽车制造商试图改革其供应链。
欧洲、中国和北美各有两家工厂将生产圆形锂离子电池，这种电池比宝马目前使用的棱柱形电池具有更长的续航里程和更快的充电速度，该公司周五表示。这项技术的成本大约是目前的一半，旨在增强宝马计划中的“Neue Klasse”电动汽车平台，效仿了特斯拉公司，后者已经使用圆柱形电池一段时间了。
一家西雅图初创公司旨在通过一种避开其他碳捕集方法的天文能耗过程，从大气中去除数百万吨二氧化碳。这项技术？阳光和海水。
该公司，Banyu Carbon，表示他们已经开发了一种依赖于合成分子的海洋二氧化碳去除（CDR）系统，当暴露在光线下时，这种分子会改变形状并变得酸性。当它与海水相互作用时，产生的过程将清除二氧化碳。尽管该公司目前在克级规模上进行研究，但其技术有望成为一种低成本的方式来限制全球变暖。
“我们试图解决的主要问题是，碳去除需要大量能源，”Banyu联合创始人兼首席执行官Alex Gagnon说道，他是一位化学海洋学教授，于2022年与同事Julian Sachs从华盛顿大学创办了这家初创公司。（作为一名海洋有机化学家，Banyu的首席技术官Sachs此前在太平洋进行过实地工作，“Banyu”是印尼语中的“海水”一词。）
这家初创公司的主力是一种独特的分子，被称为“可逆光酸”。在阳光照射下，光酸释放出酸化质子，这些质子暂时转移到泵入罐中的海水中，在那里将水中溶解的CO2转化为可以安全储存的气体。脱碳海水被送回海洋，从而吸收大气中的CO2。一旦回到黑暗中，光酸恢复其原始形状以便再次使用。
由于蓝光波是该过程的催化剂，Banyu主要用于操作海水泵的能量。这与许多其他海洋碳减排技术形成对比，后者依赖于电化学过程，这些过程在将溶解的CO2困在海水中形成类似石灰岩的材料并沉入海底时要消耗更多能量。
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Banyu已从包括环境保护格兰瑟姆基金会、Propeller、United Airlines Ventures、Carbon Removal Partners和ReGen Ventures在内的投资者那里筹集了650万美元的种子轮融资。格兰瑟姆曾领投Banyu之前的一轮融资，金额近200万美元。
这家初创公司是众多公司中的一员，正在利用投资者和政策制定者对从大气中去除十亿吨二氧化碳的兴趣。这几乎肯定是必要的，以保持全球气温上升在1.5摄氏度以内，这是2015年巴黎协定设定的雄心勃勃的目标。
Banyu的碳去除技术运作原理示意图。图片由Banyu提供到目前为止，Banyu已经在实验室中从水中去除了克级的二氧化碳，但计划在华盛顿州的一个地点建立一个光酸试点项目，旨在从海水中去除数十公斤的碳。接下来是一个商业示范项目，以完成一项合同，到2026年底为Frontier，这是由支付公司Stripe领导的基金，旨在加速碳去除技术的发展。
Frontier已同意支付Banyu每吨碳去除费用为1,387美元的示范项目，Gagnon表示，这个项目可能会建在墨西哥湾沿岸。在其申请给Frontier的文件中，Banyu预测，在每年去除数亿吨二氧化碳的规模下，成本可能降至每吨60美元。这一估算包括二氧化碳的运输和储存在地质形成中。Banyu表示，提取的二氧化碳也可以用于工业过程，比如生产可持续航空燃料。
像其他碳减排初创公司一样，Banyu计划出售碳信用额度。然而，碳减排初创公司在将其技术扩展到对全球CO2水平产生有意义且具有成本效益影响时面临重大的财务和工程障碍。那些专注于海洋的公司还面临着对海洋生态系统后果的额外审查，比如改变海水化学成分和干扰生物的生命周期的潜力。
研究人员还一直在努力从陆地上的大气中去除碳。其中一种方法是直接空气捕集（DAC）。由于每立方米大气中的CO2少于1克，DAC设施必须驱动“风扇农场”和其他能耗密集型过程，以吸入大量空气并分离气体。（一些初创公司正在研究能耗更低的过程。）
另一方面，海水每立方米含有超过空气中CO2浓度的100倍。即便如此，大多数海洋碳减排过程仍需要大规模投资于可再生能源。
例如，总部位于洛杉矶的海洋碳减排初创公司Equatic的创始人们在2021年的一篇论文中估计，使用Equatic的电化学过程每年从海水中去除10吉吨CO2将需要1.4万亿美元的太阳能电站建设。Equatic去年表示，随后的效率改进意味着他们需要2兆瓦时的电力来使1公吨海水脱碳。（根据美国能源信息管理局的数据，美国普通家庭每月消耗的电力略低于1兆瓦时。）
阳光是免费的，而Banyu项目预计每去除一吨二氧化碳只需要不到1兆瓦时的电力。该公司预计，其系统消耗的能源将比电化学海洋碳减排少90%，比DAC少30%，并且将产生多余的电力。这是因为Banyu计划在其系统中嵌入光伏电池，这些电池可以产生用于脱碳未使用的多余电力。
“Banyu是我们见过的唯一一个可以实现能量正值的解决方案，” Grantham基金会主任Cyril Yee说道，指出该基金会已经投资了许多CDR初创公司。“肯定会有工程挑战，但基础科学是可行的，化学也是可行的。”
如果设施位于一个已经泵送和排放大量海水的发电站或海水淡化厂，能源需求可能会进一步减少。
Banyu的低功率光酸系统“听起来像是魔法，如果他们能解决技术细节，这似乎是一个不错的选择，”夏威夷大学海洋学家David Ho说道。
“Banyu的这些人非常聪明，他们正在研究这个问题，并且对化学海洋学有一定了解，”共同创立了一个名为[[C]Worthy](https://twitter.com/_Cworthy)的非营利组织，旨在制定验证海洋二氧化碳减排的协议，并且一直批评高能耗的方法。
他表示，Banyu和其他海洋CDR公司面临的一个困难挑战是如何验证被脱碳海水重新吸收的二氧化碳数量。这个数字可能会波动，取决于水循环和位置等因素。
玛格丽特·莱宁（Margaret Leinen）是加利福尼亚大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）的主任，她指出，去除海水中碳的最有效地点未必是最可行的，比如危险的南极洲周围的南大洋。“南大洋有很多海-空二氧化碳交换，”她说，“但那不是一个尝试进行海洋碳减排之类的事情的好环境。”
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光酸可以从廉价材料合成，但它们的实用性一直受限于被光照射后仅保持几秒钟的酸性。但由于最近光酸化学的改进，根据Gagnon和Sachs的说法，它们现在可以保持几分钟甚至几小时的酸性。在实验室测试中，他们表示，Banyu的光酸去除了流动水中94%的二氧化碳。该光酸的半衰期为10天，在效果下降50%之前，它在中性和酸性状态之间循环了14,000次。如果Banyu能将光酸的寿命延长到30天，那么只需要0.44千克，或者不到一磅，的材料就可以去除一吨二氧化碳。
Banyu的光酸的毒性尚不清楚，但该公司表示，该分子与海水保持分离，并且其结构类似于常见的红色染料。Gagnon和Sachs表示，海洋的环境影响可能是积极的，因为去碳化的海水将更少酸性，这将有益于海洋生物。
Leinen表示，目前对海洋碳减排技术对海洋生态系统潜在影响的研究很少，这是因为这些新兴技术的专有性质以及迄今为止部署规模较小。“我绝对不反对所有这些公司，但我非常担心我们不要做出对生态系统有巨大负面影响的事情，”她说。
德国能源巨头西门子能源公司将于明年开始在美国生产变压器，以满足不断增长的电力需求。
该公司正在投资$1.5 亿美元来扩大其位于北卡罗来纳州夏洛特的电力制造工厂。根据西门子能源北美总裁Rich Voorberg的说法，他们已经开始了早期工作。