并非所有项目都能为气候带来回报——我们绘制了每个项目的优缺点，并发现了明显的赢家和输家

从空气或工业中捕获二氧化碳并回收利用，听起来像是一个双赢的气候解决方案。温室气体不会进入大气层，从而使地球变暖，并且避免使用更多的化石燃料。

但并非所有碳捕获项目都能带来相同的经济和环境效益。事实上，有些实际上可能会加剧气候变化。

我 领导全球二氧化碳倡议 在密歇根大学，我和我的同事研究如何利用捕获的二氧化碳 (CO2) 来帮助保护气候。为了帮助找出哪些项目会带来回报并使这些选择更容易，我们 列出了优点和缺点 最常见的碳源和用途。

用捕获的碳替代化石燃料

碳在我们生活的许多方面发挥着至关重要的作用。化肥、航空燃料、纺织品、洗涤剂等材料都依赖于它。但多年的研究和世界已经经历的气候变化已经使 非常清楚 人类需要紧急停止使用化石燃料，并清除大气和海洋中因使用化石燃料而产生的过量二氧化碳。

一些碳材料可以用无碳替代品替代，例如使用可再生能源发电。然而，对于其他用途，例如航空燃料或塑料，碳将更难以替代。为此，正在开发技术以 捕获和回收碳.

捕获过量的二氧化碳 – 来自海洋、大气或工业 – 并将其用于新目的称为 碳捕获、利用和封存, ，或CCUS。在处理捕获的二氧化碳的所有选项中，我和我的同事倾向于使用它来制造产品，但让我们检查所有这些选项。

CCUS 最佳和最差情况

对于每种方法，二氧化碳的来源及其最终用途或处置的组合决定了其环境和 经济后果.

在最好的情况下，该过程在环境中留下的二氧化碳将比以前更少。一个强有力的例子是利用捕获的二氧化碳生产混凝土等建筑材料。它封存捕获的碳并创造出具有经济价值的产品。

有些方法是碳中和的，这意味着它们不会向环境中添加新的二氧化碳。例如，当使用从空气或海洋中捕获的二氧化碳并将其转化为燃料或食物时，碳会返回到大气中，但使用捕获的碳可以避免对来自化石燃料的新碳的需求。

然而，其他组合是有害的，因为它们会增加环境中过量二氧化碳的含量。最常见的地下储存方法之一——提高石油采收率——就是一个典型的例子。

地下碳储存的优缺点

多年来的项目一直在捕获过量的二氧化碳和 将其储存在地下自然结构中 多孔岩石，例如深层盐水库、玄武岩或枯竭的油井或气井。这称为碳捕获和封存（CCS）。如果做得好，地质封存可以持久地去除大气中的大量二氧化碳。

当从空气、水或生物质中捕获二氧化碳时，就会产生负碳过程——随后空气中的碳含量会减少。然而，如果二氧化碳来自新的化石燃料排放，例如来自燃煤或燃气发电厂的排放，则不可能实现碳中和。 没有一种碳捕获技术能够达到 100% 的效率, ，并且一些二氧化碳总会逃逸到空气中。

捕获二氧化碳也很昂贵。如果没有产品可卖，地下储存 可能成为一项昂贵的服务 最终由税收或费用覆盖，类似于 支付垃圾处理费用.

降低成本的一种方法是将捕获的二氧化碳出售 提高石油采收率 – 将捕获的二氧化碳泵入油田以将更多石油从地下抽出的常见做法。虽然大部分二氧化碳预计将留在地下，但结果是更多的化石燃料最终会将更多的二氧化碳排放到大气中，从而消除了环境效益。

将捕获的碳用于食品和燃料

由二氧化碳制成的短寿命材料包括 航空燃料, 食物, 毒品 和 工作液 用于加工金属。这些物品不是特别耐用，很快就会分解，再次释放二氧化碳。但产品的销售会产生经济价值，有助于支付整个过程的费用。

这些二氧化碳可以再次从空气中捕获，并用于制造下一代产品，这将创造一个可持续的、本质上 循环碳经济. 。然而，只有从空气或海洋中捕获二氧化碳时，这才有效。如果二氧化碳来自化石燃料来源，那么这就是产品分解时将添加到环境中的新二氧化碳。所以即使再次被捕获，也会加剧气候变化。

在混凝土等材料中储存碳

一些矿物质和废料可以将二氧化碳转化为石灰石或其他岩石材料。通过这种方式制造的长寿命材料非常耐用， 寿命超过100年

一个好的 例子是具体的. 。二氧化碳可以与混凝土中的颗粒发生反应，使其 矿化成固体形式. 。结果是一种有用的产品，可以出售，而不是储存在地下。其他耐用产品包括用于道路建设的骨料、用于汽车、航空航天和国防应用的碳纤维以及一些聚合物。

这些材料采用从大气中捕获的二氧化碳而不是新的化石燃料排放物制成，可实现环境影响和经济效益的最佳结合。

明智地选择您的碳项目

CCUS 可能是一个有用的解决方案，各国政府已经开始 倾注数十亿美元 进入其发展。必须对其进行密切监测，以确保碳捕获技术不会推迟化石燃料的逐步淘汰。这是一项全员齐心协力的工作，旨在采用二氧化碳来源和处置的最佳组合，以社会可承受的成本实现快速规模化。

由于气候变化是一个非常复杂的问题，正在伤害全世界人民以及子孙后代，因此我认为，行动不仅必须迅速，而且必须经过深思熟虑并以证据为基础。

全球二氧化碳倡议的 Fred Mason、Gerry Stokes、Susan Fancy 和 Stephen McCord 对本文做出了贡献。