馬斯克狠砸1億美元當獎勵,邀集高手找出捕捉十億噸級碳新技術
馬斯克狠砸1億美元當獎勵,邀集高手找出捕捉十億噸級碳新技術

「矽谷鋼鐵人」馬斯克有兩個人生目標,一個是推廣電動車,一個是移民火星。前一個基本已經實現,後一個正在進行中,但什麼時候實現不好說。

現在,馬斯克有了第三個目標。

就在馬斯克宣布花440億美元收購推特的前幾天,4月22日,他花1億美元支援的碳捕捉大賽公佈了第一批大獎里程碑獎的獲獎名單。

這15支團隊平分了1500萬美金,各顯神通地將空氣中的二氧化碳捕捉並封存或者利用起來,他們都要證明自己的技術可以每年去除1000噸二氧化碳。

這場大賽的最終大獎將在2025年頒發,前三名將分別獲得5000萬美元、2000萬美元、1000萬美元的獎勵。

除了這場大賽,上半年在碳捕集技術領域發生的融資都以億美元為單位。4月初,瑞士初創企業Climeworks完成6.5億美元融資;Alphabet(Google母公司)、Meta(Facebook和Instagram所有者)、Stripe、Shopify和麥肯錫聯手發起一個投資項目,這些公司表示,他們將在未來十年投資9.25億美元用於碳去除技術。

在一些預測中,2022年有關碳捕獲與封存商業項目的總支出就將達到44億美元,預計2023年全年達到110億美元,甚至到2040年,碳捕集與利用的市場規模可能達到5500億美元。

這個把排放的二氧化碳再「抽」出來封存的技術,如何有千億美元市場?

更重要的是,它能否真的解決氣候問題?

馬氏「大獎賽」

2021年1月21日,馬斯克在推特發起這場除碳大賽。在推文中,馬斯克稱將捐贈1億美元以獎勵優秀碳捕集技術。2月8日,美國非營利性基金會XPRIZE宣布,由馬斯克和馬斯克基金會贊助的1億美元XPRIZE碳捕集大賽($100MXPRIZE for Carbon Removal)即日成立。

馬斯克和XPRIZE基金會想用競賽獎勵的方式,來推動碳捕集技術的創新。XPRIZE基金會本就是一家致力於以競賽的方式推動技術發展造福人類的非盈利組織,1995年在美國加州創立。這場大賽旨在用碳捕集技術解決人類面臨的最大威脅:應對氣候變化和重新平衡地球的碳循環。
「時間就是生命!」煽動力極強的馬斯克,在推文中呼籲大家「不惜一切代價」,希望「參賽團隊能夠構建可實施的十億噸級碳去除方案。」

馬斯克呼籲
圖/ XPRIZE官網截圖

競賽的規則簡單,需要參賽團隊展示現有的每年去除1000噸二氧化碳的技術方案,同時要以除碳100萬噸的規模建模進行成本估算,證明未來如何實現每年10億噸二氧化碳去除的長遠目標,以贏得豐厚獎金。

大賽分階段進行,去年11月,XPRIZE基金會公佈了「碳去除競賽」(Carbon Removal Competition)發放了第一筆學生組別的獎金共500萬美元,獎金由23個團隊獲得。
一年後的世界地球日,2022年4月22日,大賽的第一批里程碑大獎獲獎名單公佈,15支獲獎團隊來自澳洲、加拿大、法國、冰島、肯亞、荷蘭、菲律賓、英國和美國,平分了1500萬美金的里程碑獎,每個團隊獲得100萬美元。同時有25支學生團隊分別獲得20萬美元的支持。

四年後,在2025年的決賽中,前三名將分別獲得5000萬美元、2000萬美元、1000萬美元的獎勵。

誘人的獎勵背後所需要的核心技術「碳去除」,是一項早就存在的技術,解釋起來也並不復雜,就是把空氣中的二氧化碳捕捉、封存和利用起來。專業名詞叫做碳捕捉、封存和利用技術「CCSU」,是在二氧化碳捕集與封存(CCS,Carbon Captureand Storag)的基礎上增加了「利用」(Utilization)。

除了馬斯克,向來致力於氣候問題的比爾·蓋茲也花了大量時間精力投入到碳捕集技術中。蓋茲和他的氣候基金,曾投資過多家碳捕集公司——Carbon Engineering、Sustaera和VerdoxInc.等。

兩大超級富豪同時看中的碳捕捉技術背後,是氣候問題的嚴重性——達到碳中和的目標,僅僅「減碳」不夠,還需要「負碳」。

目前人類為阻止全球變暖已經作出了種種努力,2015年《巴黎協定》設定的指導性長期目標,希望將本世紀全球的升溫幅度控制在工業化前水平的1.5℃內,去年於英國格拉斯哥召開的COP26亦使各國作出承諾。

但全球變暖的趨勢沒有減緩。

今年4月,世界氣象組織國際氣候變化專門委員會(IPCC)最新發布的一份氣候通報《全球升溫1.5℃特別報告》稱,2022年至2026年中的某一年,將很可能成為有記錄以來最熱的一年,並且有50%的概率比工業化前水平高出1.5℃,這一數字暫時達到了《巴黎協定》設定的較低目標。

世界氣象組織秘書長塔拉斯表示,1.5攝氏度這個數字並不是隨機統計數字,這個指標表明氣候變化將給人類乃至整個地球造成損害。

根據IPCC的估計,在一切照舊的情境下,本世紀末的全球平均氣溫最高可能會升高6℃;若要在2050年要將全球氣溫上升幅度控制在2℃以內,每年則需淨移除100億噸二氧化碳,人類必須在21世紀結束之前,除掉大氣中一千億至一萬億噸CO₂。

人類社會的發展仍舊無法離開碳排放,要實現碳中和解決氣候問題,就必須將已經產生的碳進行「去除」。而馬斯克贊助的大賽瞄準的,正是直接清除空氣中的二氧化碳的技術。

「除碳」看技術,也看成本

贏得除碳大賽的獎金的標準只有一個,就是看團隊的技術方案能去除多少噸「碳」。

本次里程碑獎的15支獲獎團隊都需要有實現年均去除二氧化碳1000噸的實力,並且要具備擴展至年均十億噸規模除碳能力的潛力。三年後,有資格爭奪XPRIZE碳捕集大賽5000萬美元大獎的團隊,也同樣最少要具有年均去除二氧化碳1000噸的能力。

這15支團隊的技術路徑主要涉及空氣、土地、海洋和岩石四個,致力於降低碳捕捉、輸送、封存和利用這一些動作中各個環節的成本,或者提供更多有益可能,比如改善土壤、海洋的環境。

空氣去碳

空氣路徑是目前最主要的碳去除途徑之一,即直接從空氣中捕獲並封存二氧化碳。根據國際能源署的統計,自2020年初以來,各國政府已承諾投入近40億美元開發和部署直接空氣捕集(Direct Air Capture,DAC)。該路徑也是本次里程碑獎中獲獎數量最多的一類,共有六個項目。

從空氣路徑捕捉二氧化碳的流程可以簡單理解為,先通過裝置收集空氣中的二氧化碳,再將收集到的二氧化碳封存或利用起來。

荷蘭新創企業Carbyon致力於用新的材料降低空氣捕碳成本。其研製出一種有巨大內表面的纖維膜材料,通過轉鼓裝置快速擺動,可以有效地從空氣中捕獲二氧化碳,這項設計使其相比同類技術有著更高的能源效率和更低廉的製造成本——目標是實現50歐元/噸二氧化碳捕獲成本。

目標是實現50歐元 噸二氧化碳捕獲成本
目標是實現50歐元/噸二氧化碳捕獲成本
圖/ Carbyon官網截圖

土地去碳

土地路徑的主要思路為把二氧化碳和土地結合達到去除目的,包括利用土壤碳和生物炭等技術進行碳捕獲與封存。在土壤中,本就存在大量二氧化碳,土壤碳庫在陸地生態系統碳庫中佔比達到90%以上,是大氣碳庫的3倍。這也給捕集到的二氧化碳提供了好去處,——這一技術路徑中,二氧化碳固化後的生物炭,既能進行穩定的碳封存,也可作為一種高效的土壤肥料。

有五個獲獎團隊採納了這一路徑。美國愛荷華州立大學生物經濟研究所(BEI)的團隊的固碳技術核心「熱解」過程中,生物質可以在沒有氧氣的情況下被加熱,產生的「生物炭」。在其案例中,該技術在一年時間裡以生物炭形式封存了多達4600噸的二氧化碳。

法國團隊NetZero則嘗試從熱帶發展中國家的農業廢棄物中提取碳,並將其轉化為生物炭。該團隊站點位於喀麥隆最大的咖啡加工廠旁邊,能夠直接獲得咖啡殼,從中生產約為每年1500噸生物炭。

從左到右,玉米含:生物炭+肥料、僅生物炭、僅肥料對照
從左到右,玉米含:生物炭+肥料、僅生物炭、僅肥料對照
圖/ NetZero官網

海洋去碳

走海洋路徑的有三支團隊,能夠在捕碳的同時改善海洋生態並扭轉過量二氧化碳導致的海水酸化問題。

其中Climate Foundation開發的「海上造林」系統,通過深水灌溉促進大型藻類生長,並以此固定海水中的碳。其捕獲的碳可封存數百上千年之久,並將使原本貧瘠的海洋生態得到大大改善。

岩石去碳

本次使用岩石路徑僅有一位獲獎者,來自加拿大不列顛哥倫比亞大學的Carbin Minerals利用尾礦廢料,通過碳礦化過程直接從大氣中永久去除二氧化碳,可促進礦場的碳中和轉變,並同時生產能源轉型所必需的金屬。該技術具有十億噸級別的捕獲和永久封存大氣二氧化碳的潛力,致力於解決礦場這個碳排放大戶。

大賽中有中國團隊的身影,學生組別的全球18支隊伍從4251個參賽團隊中脫穎而出,每支團隊獲得25萬美元的獎勵,其中有兩支來自中國。

東北大學的Answer of Biochar(AOB)團隊利用煉鋼廠的餘熱資源生產生物炭進行持久穩定的碳封存。該技術的優勢在於能夠進行低成本、低能耗且大規模的應用。

另外一支獲獎隊伍是由河海大學、天津大學、上海海洋大學和中國水產科學研究院的學生與導師聯合組成的Kelp Farm Career(KFC),他們運用在油氣開採平台中常見的錨泊技術培育大型海藻養殖床,利用海藻的光合作用吸收二氧化碳,具有去除千億噸二氧化碳的潛力。

北京的原初科技有限公司也闖入了里程碑獎的Top60決賽圈。原初科技的技術,可以直接從大氣或工業排放點源中捕獲二氧化碳,並將其礦化成為具有高經濟價值的碳酸鈣產品。這項技術可以實現低能耗、低成本、持續性、規模化的碳去除效果,並正在進行大規模產業化部署。

除了矽谷富豪捐助的大獎賽,「參賽者」們如此「內捲」的動力,還有一個重要原因,就是「碳捕捉」這個市場已經成為新的風口。

五千億美元的新市場

雖然碳捕捉技術並不新鮮,但是這個商業化進程一直以來規模很小。
截至2021年年中,**全球只有大約30個大型項目在運行,每年鎖定400萬噸二氧化碳,僅佔全球排放量的0.1%。**到目前,這項技術仍有很大瓶頸,要大規模使用達到去除空氣中大量二氧化碳的水平,所需成本極高。
但當下,隨著全球對氣候問題和碳中和的共識越來越強烈,相關市場規模在急速擴大。PICC《全球升溫1.5℃特別報告》裡提到實現氣候目標的七種實現途徑,其中只有一種不包括碳捕捉。

碳捕捉技術的減少碳排貢獻量方面,綜合聯合國政府間氣候變化專門委員會、國際能源署、國際可再生能源機構的預測,全球碳捕集、利用和埋存減少碳排貢獻量將在2030年達到1.0億-16.7億噸/年,在2050年達到27.9億-76.0億噸/年。

市場規模預測中,挪威能源研究機構Rystad Energy的研究表明,未來三年的全球碳捕集與封存累計將超過500億美元。其預計2022年宣布的有關碳捕獲與封存商業項目的總支出將達到44億美元,高於去年的28億美元,預計2023年全年達到110億美元。市場諮詢公司LuxResearch2021年的報告指出,到2040年,碳捕集與利用的市場規模可能達到5500億美元。

相較於國外,中國碳捕捉項目發展仍處於技術積累階段,但需求和市場已經顯現。根據IEA(國際數據能源基金會)數據,碳中和目標下中國CCUS減少碳排需求為:2030年0.2-4.08億噸、2050年6-14.5億噸、2060年10-18.2億噸。

2021年9月22日,中國出台的《關於完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中,CCUS被列入綠色低碳重大科技。今年1月29日,中國首個百萬噸級CCUS項目——齊魯石化-勝利油田CCUS項目正式建成。

該項目捕集齊魯石化生產排放的二氧化碳,後通過管道運輸到80公裡外的勝利油田,封存到地下,用於驅油增產。

不過碳捕集的「走紅」一直備受質疑。花費大量成本將如此龐大的空氣「過濾」,對於其最終目的——阻止氣候變暖來說,究竟有多少作用?

首先對於阻止氣候變暖來說,源頭是控制溫室氣體的排放,排放的大頭是化石能源的使用。人類使用能源的需求不可能消失,化石能源如果不能被清潔能源更大規模地替代,捕捉和封存的這點兒二氧化碳終究趕不上燃燒化石燃料的排放。

另外這項技術自身面臨著成本問題的瓶頸。據全球CCS研究所報告,碳捕集成本隨捕集源的二氧化碳濃度降低而升高:當二氧化碳濃度較高時(如化肥和煤化工廠等),碳捕集成本目前大約為10美元/噸二氧化碳;對於鋼鐵/水泥廠等濃度稍低的捕集源,碳捕集成本最低約為50美元/噸二氧化碳;對於天然氣發電廠等濃度更低的捕集源,目前的成本大約為100美元/噸二氧化碳甚至更多。

所以直接空氣捕捉技術是最貴的一種。剛剛在4月初獲得6.5億美元融資的瑞士初創企業Climeworks目前的成本為每噸600-800美元,到2030年前該技術的成本有望降至250-300美元。

Climeworks在冰島的「Orca」直接空氣捕集設施
Climeworks在冰島的「Orca」直接空氣捕集設施
圖/ Climeworks官網

根據中金報告測算,當前中國化工行業CCS技術平均成本約為403元/噸,其中碳捕捉、封存、運輸成本佔比分別為56%、24%、19%。

對於這項技術過程能否真正減碳也存在質疑。2022年2月發表於《自然-通訊》的一篇文章指出,注入二氧化碳可能會降低混凝土的抗壓強度,而為了保持抗壓強度所需的輔助膠凝材料生產的碳排放、二氧化碳捕集、傳輸和儲存過程的排放等都不容忽視。在某些情況下,在混凝土行業應用碳捕集與利用技術不僅不能減少碳排,甚至可能排放更多的二氧化碳。

碳捕捉技術在商業化進程中也屢屢碰壁。Climeworks吸收二氧化碳的機器在獲得6.5億美元融資後的兩個星期就停工了,經營方表示,這是因為機器無法承受冰島的嚴寒。

據英國環境科學作者弗雷德·皮爾的文章指出,15年前,英國航空企業家理查德·布蘭森發起「維京地球挑戰」,為一項大氣溫室氣體移除技術投資了2500萬美元。但在2019年,這個項目靜悄悄地撤下了。弗萊德曼在最近的一條推文中評價道,這個項目製造了「一大堆噱頭、糟糕的設計和一場沒有贏家的失敗」。

1億元獎金的大賽背後,用商業推動氣候問題的解決,可能是一條充滿質疑,但又無法避免的旅途。

本文授權轉載自:極客公園

責任編輯:傅珮晴、吳秀樺

關鍵字: #淨零碳排
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直播霸主圓剛科技以全方位產品,化身創作者的「解憂雜貨店」
直播霸主圓剛科技以全方位產品,化身創作者的「解憂雜貨店」

當觀看與被觀看成為當代人的日常時,直播早已褪去昔日單純的娛樂外衣,從 Twitch 上挑燈夜戰的電競實況、YouTube 的第一手開箱、TikTok 與 Instagram 隨手刷過的短影音,到現今風靡全球的電商帶貨——直播不僅重塑了人們的視覺感受,更淬鍊出一條成熟蓬勃的商業路徑。

「現在是全民直播的時代!」台灣直播設備龍頭圓剛科技全球品牌行銷處處長蔡柏輝說。在台灣影像擷取盒、擷取卡市場,搶下超過 90% 市占的圓剛,是眾多螢幕後,撐起無數流暢畫面的關鍵推手,就連在日本、韓國也有很高市占率,不論是剛敲開創作大門的新手,或是專業級的直播團隊,圓剛以全方位產品線,滿足不同創作者對影音設備的需求。

MIT 高品質研發,提供創作者直播台上的安心感

從電視盒起家的圓剛,始終專精「訊號轉換與整合」技術,早在 15 年前,便踏入直播市場,靠著百分百 MIT 研發高品質,拿下龍頭地位。在占有率幾乎觸及市場天花板之際,「我們現在追求的,是拓展更多不同領域的使用者,以及深入更多不同的直播場景。」

這些年,圓剛觀察到直播趨勢轉變。蔡柏輝打趣道,早期的遊戲直播多半是「一個人在昏暗房間裡默默開台」;時至今日,這股風潮早已跨出房門,延伸至客廳、戶外,成為大眾都能參與的影音浪潮。承載內容的平台也從桌上型電腦,擴展至遊戲掌機、家用遊戲機和智慧型手機,直播型態與使用者需求也開始走向分眾。

蔡柏輝觀察,對剛踏入直播領域的新手來說,最大的心理障礙往往來自對設備不確定性的恐懼,「最怕開播時,觀眾聽不到聲音或畫面卡頓。我們想給創作者的是,『三分鐘輕鬆搞定』的從容與信任感。」

而對頂尖實況主與專業直播團隊來說,設備則是不能有絲毫閃失的「生財利器」。專業直播主高度追求流暢幀率與畫質細節,唯有極致的視覺體驗,才能吸引觀眾留存並化為實質贊助與互動。更重要的是,長達數小時的高強度直播,不能出現黑屏或無預警斷線,一旦畫面中斷,累積的流量和觀眾也瞬間消失。

針對不同成長階段的直播主,圓剛提供從 1080p 到 4K144 的擷取盒畫質,滿足從入門到細緻畫質的需求,高規格的產品穩定度,確保長時間直播不黑屏卡頓,許多產品更提供長達「3+2」5 年保固,「我們敢喊5年,就是對自己的產品很有信心!」這正是圓剛高品質與高穩定的最好證明,「我們賣的不是冷冰冰的產品規格,而是創作者的夢想與直播台上的安心感。」

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圓剛「GO 系列」GC313Pro 高度整合多元功能,身兼影像擷取/傳輸、螢幕跨屏輸出和 100W 快充技術
圓剛「GO 系列」GC313Pro 高度整合多元功能,身兼影像擷取/傳輸、螢幕跨屏輸出和 100W 快充技術,滿足電力與資料傳輸需求的全方位解決方案。
圖/ 數位時代

蔡柏輝分享,創作者在直播 Switch 或手機遊戲畫面時,最怕連接埠占滿而電量枯竭,「GO 系列」讓使用者能「邊直播邊充電」,解決使用痛點,還有很多靈活應用,像是在國外旅遊時,可將手機螢幕投放至飯店電視,直接用大螢幕觀看 Netflix,避免在其他裝置登入 Netflix 個人帳密的風險,「不只滿足直播需求,也能充電、小螢幕轉大螢幕,拓展更多使用情境。」

為了解決直播設備軟硬體複雜的相容性問題,圓剛也不斷擴充產品線,蔡柏輝笑說,「我們稱作『直播三寶』!」在影像擷取外,還提供各種規格的視訊鏡頭與高音質麥克風,其中,台灣市場熱銷產品之一的 AM310G2 麥克風,以高性價比廣受歡迎,首代產品全球累計銷量突破10萬支,第二代也延續市場熱銷氣勢,透過麥克風輕鬆連接手機,從直播到行動唱歌都能滿足。相比創作者過去必須東拼西湊不同品牌、解決多個軟體衝突問題,圓剛透過三位一體的完整配置,成了台灣極少數能提供一站式直播生態系的品牌。

有了高品質硬體後,圓剛又以自主研發的直播軟體平台「直播大師 Streaming Center」,協助使用者軟硬整合,省去安裝繁瑣的驅動程式,透過直覺易上手的介面,連接上直播設備後,便會自動完成基礎設置,同時只要一個按鈕就能一鍵切換鏡頭特寫、AI自動降噪去背景雜音、甚至微調人像膚色,蔡柏輝比喻,「直播大師就是創作者的個人導播。」透過軟體輕量化與一站式整合,圓剛也把電腦寶貴的運算效能,最大化發揮在遊戲和直播上。

布局全球電商與商業活動直播,讓直播體驗深入各行各業

面對近年興起的電商直播帶貨,圓剛也積極佈局。蔡柏輝指出,與其他直播領域相比,電商直播更在意能否精準還原色彩、細節和清晰畫質,因為這不只攸關畫面表現,更是決定成交與否的關鍵,「電商最怕退貨,如果消費者收到的實品跟鏡頭前不一樣,對品牌信任度也會瞬間瓦解。」

圓剛的高階擷取卡支援 RGB24 無損色彩還原,能將商品最真實的細緻色彩忠實呈現;針對動輒數小時的直播馬拉松,也打造高效散熱機制,確保賣家可長時間穩定使用,甚至還能延伸至醫療與科研診斷領域,像是當醫生透過畫面看病理切片時,同樣提供毫釐不差的精準度。針對電商帶貨直播發展火熱的亞洲市場,圓剛也推出旗艦級擷取卡產品,支援多機位擷取、橫豎屏同步直播,並輸出至多個直播平台,同時又兼具高性價比。

在消費市場扎穩根基後,圓剛也正將產品優勢一步步延伸至企業與商業直播領域,像是企業透過直播宣傳產品,或是各式活動現場直播,如演講、論壇甚至畢業典禮,透過提供適切的軟硬體解決方案,展現跨越多元情境的影音實力,讓高品質的直播體驗深入各行各業。

「我希望圓剛可以成為創作者的解憂雜貨店!」蔡柏輝指出,從個人到商用,從單人到團隊,從遊戲直播到企業直播,圓剛都能滿足不同需求,解決各種疑難雜症,甚至針對還未開始直播事業的人,也能提供硬體搭配建議,「創作者只要負責發光發熱,剩下 99% 的繁雜技術,圓剛在背後全幫你簡單搞定!」從敲開創作大門的第一張擷取卡,到支撐商業王國的直播系統,未來圓剛將以全方位的影音設備,持續陪伴創作者在影音時代中綻放耀眼光芒。

圓剛科技全球品牌行銷處處長 蔡柏輝
圓剛科技全球品牌行銷處處長 蔡柏輝
圖/ 數位時代

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