华盛顿初创企业利用阳光和海水减少碳排放-彭博社

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一家西雅图初创公司旨在通过一种避免了其他碳捕集方法的天文能耗的过程，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，表示他们已经开发出一种依赖于一种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。当它与海水接触时，产生的过程会清除二氧化碳。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和Banyu的首席技术官，Sachs之前曾在太平洋进行实地工作，“Banyu”是印尼语中的“海水”一词。）

这家初创公司的核心技术是一种独特的分子，被称为“可逆光酸”。在受到阳光照射后，光酸释放出酸性质子，暂时转移到泵入储罐的海水中，将水中溶解的二氧化碳转化为可以安全储存的气体。脱碳后的海水被送回海洋，从而吸收大气中的二氧化碳。一旦回到黑暗中，光酸就会恢复其原始形态以便再次使用。

由于蓝光谱光波是该过程的催化剂，Banyu主要使用电力来操作海水泵。这与许多其他海洋二氧化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二氧化碳困在海水中并转化为类似石灰岩的材料以沉积到海底时需要更多的能量。

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Banyu已从投资者那里筹集了650万美元的种子轮融资，投资者包括格兰瑟姆环境保护基金会、Propeller、联合航空公司风险投资、碳减排合作伙伴和ReGen Ventures。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，它们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，以将全球气温上升控制在1.5摄氏度，这是2015年巴黎协定设定的雄心勃勃的目标。

Banyu的碳去除技术的工作原理示意图。Banyu提供的图片到目前为止，Banyu已经在实验室中从水中去除了克级的CO2，但计划今年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，以完成与由支付公司Stripe领导的基金Frontier签订的合同，到2026年底去除360公吨的CO2。Frontier，旨在加速碳去除技术的发展。

Frontier同意支付Banyu每吨通过示范项目去除的碳1387美元，Gagnon表示，这个项目可能会建在墨西哥湾附近。在其申请中，Banyu预计，在每年去除数亿吨CO2的规模下，成本可能会降至每吨60美元。这一估计包括CO2的运输和储存在地质形成中。Banyu表示，提取的CO2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的影响方面面临着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影响的额外审查，比如改变海水化学成分和干扰生物的生命周期的潜力。

研究人员还在努力从陆地上清除大气中的碳。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不到1克，DAC设施必须驱动“风扇农场”和其他能耗高的过程来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工艺。）

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另一方面，海水中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的科学家们在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它需要2兆瓦时的电力来脱碳1公吨海水。（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，而且Banyu公司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二氧化碳去除少90%，比DAC少30%，而且还会产生多余的电力。这是因为Banyu计划在其系统中嵌入光伏电池，这些电池可以产生多余的电力，用于脱碳。

“Banyu是我们见过的唯一可能实现能源正收益的解决方案，” 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。“肯定会有工程上的挑战，但基本科学是可行的，化学也是可行的。”

如果设施位于发电站或海水淡化厂，这些地方已经泵送和排放大量海水，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方法，”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，并且他们对化学海洋学有一定的了解，” Ho补充道，他共同创办了一个名为[[C]Worthy](https://twitter.com/_Cworthy)的非营利组织，旨在制定验证海洋二氧化碳去除的协议，并且一直批评能源密集型方法。

他说，Banyu和其他[C]Worthy正在合作的海洋CDR公司面临的一个困难挑战是如何验证脱碳海水重新吸收的二氧化碳量。这个数字可能会波动，取决于水循环和地点等因素。

玛格丽特·莱宁（Margaret Leinen）是加州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，最有效的海水脱碳地点未必是最可行的，比如危险的南极洲周围的南大洋。她说：“南大洋有很多海气二氧化碳交换，但那不是一个适合尝试进行海洋碳减排之类工作的好环境。”

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光酸可以由廉价材料合成，但它们的实用性一直受限于受光后只能保持几秒钟的酸性。但由于光酸化学的最新改进，根据甘农和萨克斯的说法，它们现在可以在光照后保持几分钟甚至几小时的酸性。在实验室测试中，他们表示，巴尼尤（Banyu）的光酸可以去除流动水中94%的二氧化碳。这种光酸的半衰期为10天，在效果下降50%之前可以在中性和酸性状态之间循环14,000次。如果巴尼尤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。

巴尼尤的光酸的毒性尚不清楚，但该公司表示该分子与海水分开，并且其结构类似于常见的红色染料。甘农和萨克斯表示，海洋的环境影响可能是积极的，因为脱碳的海水将会更不酸性，这将有益于海洋生物。

Leinen表示，对海洋碳减排技术对海洋生态系统潜在影响的研究很少，因为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一些对生态系统产生巨大负面影响的事情，”她说。