甲烷移除: 挑战与机遇并存的气候解决方案

从空气中直接提取导致地球变暖的二氧化碳分子，如同大海捞针。而移除甲烷——一种寿命较短但效力更强的温室气体，主要由稻田和油井产生——则更像是在海中的针尖上找尘埃。

甲烷在全球变暖中的作用正受到越来越多的关注。科学家正利用卫星更好地追踪其排放量，这些排放量正在上升，并预计在本世纪持续增长。尽管甲烷浓度远低于当前约420 ppm的二氧化碳水平，但甲烷将阳光转化为热量的效率更高，因此在20年的时间跨度内，其吨对吨 (ton-for-ton) 的效力是二氧化碳的80倍。据估计，在工业时代，甲烷对全球变暖的贡献率达到了三分之一。

迄今为止，科学家和政策制定者一直专注于防止甲烷进入大气——即阻止来自热点地区 (如石油和天然气管道以及垃圾填埋场) 的甲烷排放。但这些仅占近年来甲烷总排放量的21%。其余部分则来自更为分散的社会源 (如煤矿和牛打嗝)，以及自然源 (如沼泽和融化的永久冻土)。

在工业规模上，与从空气中吸取二氧化碳的尝试相比，任何甲烷移除方法都将更具挑战性，佐治亚理工学院化学工程师、委员会委员Christopher W. Jones表示。由于甲烷含量极低，因此需要处理更多的空气才能移除有意义的甲烷量。而且，甲烷分子不那么“粘稠”——这使得它更难通过与其他化学物质结合而从空气中分离出来，Jones说。

然而，甲烷也有其优势。作为天然气的主要成分，甲烷在燃烧或其他氧化反应中被分解时，能够相对容易地转化为二氧化碳和水。问题在于，“如何设计一种设备、建筑、叶子或土壤，使氧化速率加快，”Jones说，“这才是关键所在。”

该委员会强调了五种值得研究的潜在方法。它们包括：

• 能够浓缩甲烷的机器；
• 能够分解甲烷的机器；
• 甲烷氧化催化剂，可添加到与大量空气接触的表面，如风力发电机叶片；
• 通过增加甲烷消化微生物的数量等方法来调整生态系统，以更快地分解甲烷；
• 提高空气中化学物质 (如氯或羟离子) 的策略，这些化学物质可以加速甲烷的分解，并将其自然寿命 (约为十年) 缩短。(相比之下，二氧化碳会持续存在数世纪。)

不过，截止目前，还没有技术能够在低于1000 ppm (即大气水平的500倍) 的甲烷浓度下进行处理。该委员会敦促将大部分建议资金用于更好地了解甲烷的基本动力学，如甲烷在大气和生态系统中的流动情况。它还呼吁对研究的社会方面进行更多研究，例如如何让公众参与讨论何种技术是可接受的。