Welcome to Kenya’s Great Carbon Valley: a bold new gamble to fight climate change

摘要:肯尼亚“伟大碳谷”计划雄心勃勃,希望利用地热能和直接空气捕获(DAC)技术对抗气候变化。虽然前景诱人,但这项计划面临技术、成本、市场需求及当地社区等多重挑战。DAC 能否成为气候解决方案的希望之光,在肯尼亚生根发芽,甚至惠及整个全球南方,仍有待时间检验。

中文译文

欢迎来到肯尼亚的伟大碳谷:一项对抗气候变化的全新大胆赌注

南中肯尼亚浅水盆地纳瓦沙湖周围的土地似乎静不下来。

附近 Longonot 山的火山灰,最近一次喷发是在 1860 年代,至今仍留在地里。黑曜石洞穴和锯齿状的石塔矗立在土壤裂缝中喷出的蒸汽之上,以及从沸腾的热水中升腾而出的蒸汽——这些都是由岩浆产生的,在某些地区,岩浆就在地表下几英里的地方。

这是一个诞生于大约 2500 万年前剧烈地质过程的景观,当时努比亚和索马里构造板块分离。那次断裂在地球上切割了一条大约 4,000 英里长的凹陷——从东非向上延伸到中东——形成了现在的东非大裂谷。

这种波动赋予了这片土地巨大的潜力,但大部分潜力尚未得到开发。这个区域距离内罗毕只有几个小时的车程,这里有五个地热发电站,它们利用蒸汽云发电,为肯尼亚贡献了 大约四分之一 的电力。但是,这个过程产生的一些能量会逸入大气层,而更多的能量由于缺乏需求而仍然留在地下。

这就是 Octavia Carbon 来这里的原因。

6 月,在该湖以北、位于小镇但具有战略意义的吉吉尔镇,这家初创公司开始进行一项高风险的测试。它正在利用部分过剩的能量为四台机器原型提供动力,这些机器承诺以该公司所说的有效、经济且至关重要的是可扩展的方式从空气中去除二氧化碳。

短期内,影响将很小——每台设备的初始容量只有每年 60 吨的二氧化碳——但直接目标仅仅是证明在这里去除碳是_可能_的。更长期的愿景则更具雄心:证明直接空气捕获 (DAC)(该过程的名称)可以成为帮助世界避免气温上升到更危险水平的强大工具。

“我们相信我们在肯尼亚所做的事情正在应对气候变化,并引领潮流,将肯尼亚定位为气候先锋,”Octavia 的传播主管 Specioser Mutheu 在我去年访问该国时告诉我。

联合国 政府间气候变化专门委员会 已经声明,为了避免全球气温比工业化前水平升高超过 1.5 °C(《巴黎协定》中设定的门槛),甚至更现实但仍然困难的 2 °C,它将需要大幅减少未来的化石燃料排放——并从大气中吸取已经释放的数十亿吨碳。

一些人认为,DAC 是这样做的最佳方法,它使用机械和化学过程从空气中吸取二氧化碳并将其以稳定的形式(通常在地下)储存。这项技术前景广阔,提供了人类的创造力和创新可以让我们摆脱最初导致发展问题的可能性。

去年,世界上最大的 DAC 工厂 Mammoth 在冰岛上线,最终能够每年去除多达 36,000 吨的二氧化碳——大约相当于 7,600 辆汽油动力汽车的排放量。其想法是,像这样的 DAC 工厂将去除并永久储存碳,并创建碳信用额,企业、政府和当地工业生产商可以购买这些信用额,这将共同帮助世界避免经历气候变化的最危险影响。

现在,Octavia 和越来越多的来自非洲、美国和欧洲的其他公司、政治家和投资者正在押注肯尼亚独特的环境是实现这一崇高目标的关键——这就是为什么他们正在推动一项宏伟的愿景,将东非大裂谷改造成“伟大碳谷”。他们希望这样做的方式是为肯尼亚提供真正的经济推动,同时尊重生活在这片土地上的土著人民的权利。如果他们能够做到这一点,这个项目不仅可以为 DAC 行业提供急需的推动力,还可以为整个全球南方的 DAC 提供概念验证,尽管对气候变化负有极少的责任,但全球南方尤其容易受到气候变化的破坏。

但 DAC 也是一项有争议的技术,尚未大规模验证,运营成本极高。5 月,一家冰岛新闻媒体 发表了一篇调查报告,调查了运营 Mammoth 工厂的 Climeworks,发现它甚至没有吸入足够的二氧化碳来抵消其自身的排放,更不用说其他公司的排放了。

评论员还认为,DAC 所需的电力可以更好地用于清洁我们的交通系统、为我们的家庭供暖以及为其他仍然主要依赖化石燃料的行业提供动力。更重要的是,他们说,依赖 DAC 会给污染者一个推迟向可再生能源过渡的借口。更复杂的是,来自将成为 DAC 主要买家的政府和企业 需求下降,这让一些专家质疑该行业是否能够生存。

突尼斯经济学家、公平绿色转型倡导者 Fadhel Kaboub 说,碳去除技术似乎总是在即将启动,但却从未真正启动。“你需要数十亿美元的投资,但它却没有产出,而且在短期内也不会产出。那么,我们为什么要把整个地球的未来交给少数人和一项无法交付的技术呢?”

除了对 DAC 的可行性和智慧的担忧之外,还有马赛人的长期不信任历史,马赛人世世代代都将东非大裂谷称为家园,但由于能源公司进入并开发该地区的地热资源,他们已经被一波又一波地驱逐。而且,许多剩余的人甚至无法获得这些发电站产生的电力。

这是一个极其复杂的局面。但如果该项目_确实_能够取得成功,波士顿大学全球可持续发展研究所的能源政策研究员兼所长 Benjamin Sovacool 认为,历史上被边缘化于气候政策和绿色能源投资的国家具有巨大的潜力。虽然他怀疑 DAC 作为短期气候解决方案的可行性,但他表示,这些国家仍然可以从可能是一个 数万亿美元的产业 中看到巨大的利益。

“[在] 我们现有的所有对抗气候变化的技术中,通过从空气中吸取二氧化碳并储存起来来逆转气候变化的理念确实很有吸引力。这甚至是普通人都能理解的事情,”Sovacool 说。“如果我们能够大规模地进行 DAC,它可能将是下一次巨大的能源转型。”

但首先,当然,伟大碳谷必须真正交付成果。

挑战权力动态

“伟大碳谷”既是该地区的宏伟愿景,也是一家为实现该愿景而成立的公司。

Bilha Ndirangu 是一位 42 岁的麻省理工学院电气工程专业毕业生,在内罗毕长大,她长期以来一直担心气候变化对肯尼亚的影响。但她不想让这个国家仅仅成为气温上升的受害者,她告诉我;她希望看到它成为气候_解决方案_的源头。因此,2021 年,Ndirangu 与人共同创立了 Jacob’s Ladder Africa,这是一个非营利组织,旨在为非洲工人做好从事绿色产业的准备。

她还开始与肯尼亚企业家 James Irungu Mwangi 合作,他是 Africa Climate Ventures 的首席执行官,这是一家专注于建立和加速气候友好型企业的投资公司。他一直在研究一个想法,这个想法与他们对该国巨大地热潜力的共同信念相符;该计划是为肯尼亚多余的地热能寻找买家,以启动更多可再生能源的开发。一个能源需求大、对气候有益的行业脱颖而出:直接空气捕获二氧化碳。

东非大裂谷是这一愿景的关键。其想法是,它能够提供大规模经济高效的 DAC 所需的廉价能源,同时提供理想的地质条件,以便在从空气中提取二氧化碳后有效地将其储存在地下深处。而且,由于该国近 90% 的电网已经由可再生能源供电,DAC 不会从其他需要它的行业中抽走电力。相反,吸引 DAC 到肯尼亚可能会为能源供应商提供所需的推动力,以建立其基础设施并_扩展_电网——理想情况下,连接该国大约 25% 的没有电力的民众,并减少 电力必须配给 的情况。

“这种对可再生能源的推动和对行业脱碳的推动正在为我们提供千载难逢的机会,”Ndirangu 告诉我。

因此,2023 年,两人共同创立了伟大碳谷,这是一家项目开发公司,其使命是吸引 DAC 公司到该地区,以及其他寻求可再生能源的能源密集型行业。

它已经吸引了像比利时 DAC 初创公司 Sirona Technologies、法国 DAC 公司 Yama 和 Climeworks(瑞士公司,运营 Mammoth 和冰岛的另一家 DAC 工厂,并且在 MIT Technology Review 的 2022 年 10 大突破性技术 榜单 中,以及 2023 年值得关注的气候科技公司 榜单 上榜)这样的知名公司。所有这些公司都计划在未来几年内在肯尼亚启动试点项目,Climeworks 宣布计划在 2028 年之前完成其肯尼亚 DAC 工厂。GCV 还与 Cella 合作,Cella 是一家与 Octavia 合作的美国碳储存公司,并正在为冰岛公司 Carbfix 提供便利,Carbfix 从 Climeworks 的 DAC 设施中注入碳。

“气候变化对世界这一地区的影响不成比例,但它也在改变世界各地的游戏规则,”Cella 首席执行官兼联合创始人 Corey Pattison 告诉我,解释了 Mwangi 和 Ndirangu 概念的吸引力。“这也是一个在我们的思维中具有创业精神和创造力的机会,因为肯尼亚这样的地方拥有所有这些资产。”

肯尼亚不仅可以提供廉价而丰富的可再生能源,而且肯尼亚 DAC 的支持者希望年轻且受过教育的当地劳动力能够提供建设这一基础设施所需的工程师和科学家。反过来,这项业务可能会为该国大约 600 万失业或就业不足的年轻人提供机会。

“这不仅仅是一个一次性产业,”Ndirangu 说,她强调了自己对就业将从绿色工业化中产生的信心。将需要工程师来监控 DAC 设施,对可再生能源的额外需求将创造能源领域的工作岗位,以及相关服务,如水和酒店。“

“你正在开发一整套基础设施来使这个行业成为可能,”她补充道。“这种基础设施不仅对该行业有益——对国家也有益。”

解决“现实世界问题”的机会

去年 6 月,我沿着一条土路走到了 Octavia Carbon 的总部,就在内罗毕的 Eastern Bypass 路旁,位于该市的郊外。

我在参观时遇到的工作人员散发着早期初创企业中常见的无限乐观。“人们过去常常撰写学术文章,讲述人类永远无法在两小时内跑完马拉松的事实,”Octavia 首席执行官 Martin Freimüller 当天告诉我。肯尼亚马拉松运动员 Eliud Kipchoge 在 2019 年的一场比赛中打破了这一障碍。墙上醒目地展示了他的壁画,旁边是这位运动员的口号“人类没有极限”。

“这不可能,直到肯尼亚做到,”Freimüller 补充道。

尽管 Octavia 并非 Ndirangu 的伟大碳谷项目的正式合作伙伴,但他告诉我,Octavia 与更大的愿景一致。该公司成立于 2022 年,当时奥地利开发顾问 Freimüller 在致力于碳去除的在线论坛 OpenAir Collective 中遇到了内罗毕大学的工程系毕业生 Duncan Kariuki。Kariuki 向 Freimüller 介绍了他的同学 Fiona Mugambi 和 Mike Bwondera,这四人开始研究 DAC 原型,首先是在借来的大学实验室空间中,后来是在一间公寓里。没过多久,邻居们就抱怨噪音,六个月内,该业务搬到了目前的仓库。

同年,他们发布了他们的第一个原型,亲切地称为星期四,因为那天它是在内罗毕气候网络活动中推出的。很快,Octavia 向包括查尔斯三世国王和美国总统乔·拜登的肯尼亚大使 Meg Whitman 在内的高调访客展示了他们的技术。

三年后,该团队拥有 40 多名工程师,并建造了其第 12 个 DAC 单元:一个金属圆柱体,大小与大型洗衣机差不多,其中包含一个使用胺的化学过滤器,胺是一种源自氨的有机化合物。(Octavia 拒绝提供有关机器内部过滤器布置的更多详细信息,因为该公司正在等待其设计的专利批准。)

Octavia 依赖于一种胺吸收方法,类似于世界各地其他 DAC 工厂使用的方法,但其项目与众不同——它已根据当地气候进行了定制,并使用了超过 80% 的热能。

该公司工程师 Hannah Wanjau 解释了它是如何工作的:风扇从外部吸入空气穿过滤嘴,导致二氧化碳(呈酸性)与碱性胺发生反应并形成碳酸盐。当这种混合物在真空环境中加热到 80 到 100 °C 时,二氧化碳作为气体释放出来,并收集在一个特殊的腔室中,而胺可以重复用于下一轮碳捕获。

这种胺吸收方法已用于世界各地的其他 DAC 工厂,包括 Climeworks 运营的工厂,但 Octavia 的项目在几个关键方面脱颖而出。Wanjau 解释说,它的技术是根据当地气候量身定制的;该公司调整了吸收时间长短和二氧化碳释放温度,使其成为其他热带国家的一个潜在模式。

然后是它的能源:该设备使用超过 80% 的热能运行,在现场将由发电厂未转化为电力的多余地热能组成。这种能量通常会释放到大气中,但它将被引导到 Octavia 的机器中。更重要的是,该设备的模块化设计可以装入一个运输集装箱内,Mutheu 告诉我,一旦有需求,该公司就可以轻松部署数十个这样的单元。

这项技术正在吉吉尔现场进行测试,Mutheu 告诉我,该公司“正在继续捕获和调节二氧化碳,作为我们正在进行的运营和测试周期的一部分”。(她拒绝在此阶段提供具体数据或结果。)

一旦捕获到二氧化碳,它将被加热并加压。然后,它将被泵送到 Cella 运营的附近存储设施,该公司将在那里将气体注入地下裂缝中。该地区特殊的地理环境再次提供了一个优势:这里发现的大部分地下岩石是玄武岩,一种火山矿物,其中含有高浓度的钙和镁离子。它们与二氧化碳反应形成方解石、白云石和菱镁矿等物质,将碳原子锁定为固态矿物。

Cella 首席执行官 Pattison 说,这种工艺比其他形式的碳储存更耐用,使其对碳信用额的买家更具吸引力。非地质碳减排方法,例如更换炉灶计划或基于自然的解决方案,如 植树,最近受到了 欺诈或夸大曝光 的冲击。Cella 试点项目的资金主要来自 Frontier 预付款承诺,根据该承诺,包括 Stripe、Google、Shopify、Meta 等在内的一组公司共同承诺到 2030 年在碳去除方面花费 10 亿美元。

这些项目已经为像 Wanjau 这样的肯尼亚年轻人提供了机会。她告诉我,像她这样有抱负的机械工程师设计和测试自己的设备的机会并不多;她的许多同学都在建筑公司或石油公司工作,或者失业。但几乎在毕业后,Wanjau 就开始为 Octavia 工作了。

“我很高兴我正在尝试解决一个现实世界的问题,”她告诉我。“非洲没有多少人有机会这样做。”

艰苦的攀登

尽管来自合作伙伴和投资者的热情很高,但在 Ndirangu 和 Mwangi 的愿景完全实现之前,伟大碳谷面临着多重挑战。

自成立以来,该企业一直不得不应对“人们认为在非洲做项目有风险”的看法,Ndirangu 说。在今天计划或 存在 的数十个 DAC 设施中,只有少数位于全球南方。事实上,Octavia 将自己描述为位于那里的第一家 DAC 工厂。“即使只是将肯尼亚作为 DAC 的目的地来推销,也颇具挑战性,”她说。

因此,Ndirangu 夸大了肯尼亚开发地热资源的经验,以及当地的工程人才和较低的劳动力成本。GCV 还主动与肯尼亚政府合作,帮助公司尽快获得破土动工所需的许可证。

Ndirangu 说,她已经看到了希望建立更多可再生能源基础设施的电力生产商“真正的胃口”,但与此同时,他们正在等待需求的证明。她设想,一旦到位,许多其他行业——从数据中心到绿色钢铁、绿色氨和可持续航空燃料的生产商——将考虑将自己设在肯尼亚,在未来几年内吸引十几个项目到山谷中。

但最近的事件可能会抑制需求(一些专家 已经担心 不足)。全球政府正在退出气候行动,尤其是在美国。特朗普政府大幅削减了与气候变化和可再生能源相关的资金。能源部 似乎准备终止 向路易斯安那州提议的 DAC 工厂提供的 5000 万美元赠款,该工厂将部分由 Climeworks 运营,并且不久之后,该公司表示将 裁减 22% 的员工

与此同时,许多原本很可能成为碳信用额买家——并且几年前自愿 承诺减少 或消除其碳排放——的公司正在 悄悄地放弃 他们的承诺。专家 警告说,从长远来看,公司自愿购买的碳去除量是有限的。他们认为,政府最终将不得不为此买单——或者要求污染者这样做。

更复杂的是成本。批评者说,与碳减排的其他形式相比,DAC 投资是一种 浪费时间和金钱。截至 12 月中旬,欧盟排放交易体系(世界上最大的碳市场之一)中的碳去除信用额价格约为每吨 84 美元。作为比较,DAC 信用额的平均价格接近 450 美元。像重新造林这样的自然过程每年吸收数百万吨的碳,而且价格便宜得多(尽管利用它们获取碳信用额的计划也充满争议)。最终,DAC 继续小规模运营,每年仅去除约 10,000 公吨的二氧化碳。

即使 DAC 供应商确实设法克服了这些障碍,肯尼亚内部仍然存在棘手的问题。像位于内罗毕的智囊团 Power Shift Africa 这样的组织,倡导在非洲大陆采取气候行动,他们将碳信用额贬低为“污染许可证”,并将其归咎于推迟了向电气化的转变。

“碳去除的最终目标是,你最终可以说,嗯,我们实际上可以继续我们的排放,并使用这项技术重新捕获它们,”突尼斯经济学家 Kaboub 说,他曾与 Power Shift Africa 合作。“所以没有必要结束化石燃料,这就是为什么你会得到石油国家和公司的很多支持。”

他看到的另一个问题不仅限于 DAC,而且延伸到肯尼亚和其他非洲国家追求绿色工业化的方式。虽然肯尼亚总统威廉·鲁托一直寻求国际金融投资,以使肯尼亚成为绿色能源中心,但他的政府的政策加剧了该国的外部债务,2024 年债务相当于其 GDP 的 30% 左右。肯尼亚的地热能开发通常由国际机构或其他政府的贷款提供资金。随着其债务的增加,该国已经出台了国家紧缩措施,引发了致命的抗议活动。

肯尼亚可能确实比其他国家具有优势,而且 DAC 成本很可能会最终下降。但包括波士顿大学的 Sovacool 在内的一些专家,并不能完全接受伟大碳谷——或任何 DAC 企业——可以显着缓解气候变化的观点。Sovacool 的研究发现,充其量,DAC 将在 21 世纪中期准备好以必要的规模部署,这对于使其成为可行的气候解决方案来说为时已晚。而且,如果它能够 克服额外的成本——例如与能源领域腐败相关的损失,Sovacool 和其他人发现 这是肯尼亚的一个普遍问题。

尽管如此,碳去除行业内的其他人仍然对 DAC 的整体前景持乐观态度,并特别希望肯尼亚能够解决该技术在其他地方遇到的一些挑战。Carbon180 的执行董事 Erin Burns 说,成本“不是最重要的”,这是一家倡导去除和再利用二氧化碳的非营利组织。“我们支付了很多东西。”她指出,日本、新加坡、加拿大、澳大利亚、欧盟等地的政府都在考虑开发碳合规市场,即使美国在这方面停滞不前。

她认为,伟大碳谷有望从这些发展中受益。“这很大。它很有远见,”Burns 说。“你必须在这里有一些雄心壮志。这不像部署一项已经广泛部署的技术。这带来了巨大的潜力,带来了巨大的机会,带来了巨大的收益。”

回到土地

也许比任何外部因素都更重要的是,伟大碳谷的未来与它所建立的土地以及在这里生活了几个世纪的社区有着最密切的联系。

对于马赛人来说,游牧的牧民居住在东非的大片地区,包括肯尼亚,纳瓦沙湖周围的这片土地是“ol-karia”,意思是“赭石”,因为这里发现了丰富的亮红色粘土。

该湖以南是地狱之门国家公园,这是一个 26 平方英里的自然保护区,该地区的五个地热发电综合体——第六个正在建设中——在众多蒸汽孔之上翻滚。第一个地热发电厂于 1981 年由肯尼亚国有电力公司 KenGen 投入使用;它被命名为 Olkaria。

但几十年来,大多数马赛人一直无法获得电力。他们中的许多人被迫撤离土地,被一波驱逐浪潮驱逐。2014 年,KenGen 地热综合体的建设驱逐了 2,000 多人,并引发了许多法律诉讼。与此同时,居住在距离纳瓦沙以北 50 英里的另一家私有地热综合体附近的当地人抱怨噪音和空气污染;3 月,肯尼亚一家法院撤销了该项目三个电厂之一的运营许可证。

Octavia 或 Cella 都不是由这两个地热生产商的产出提供动力的,但 活动人士警告说,如果肯尼亚对新的地热基础设施的需求增长——这种需求可能由 DAC 驱动——类似的对环境和社会造成的损害可能会重新出现。

Ndirangu 说,她认为有关流离失所的一些投诉是“夸大其词”,但她仍然承认需要加强社区参与,Octavia 也是如此。Ndirangu 说,从长远来看,她计划为生活在受影响地区的居民提供就业培训,并将他们融入该行业,尽管她也表示这些计划需要现实。“你不想创造错误的期望,即你将从社区中雇用所有人,”她说。

对于马赛活动家 Agnes Koilel 来说,这就是问题的一部分,Agnes Koilel 是一位居住在 Olkaria 地热田附近的老师。尽管过去承诺在发电厂就业,但提供的职位是清洁或安全方面薪水较低的职位。“马赛人并没有像他们想象的那样 [受雇],”她说。

DAC 只是一个小行业,而且它无法做到一切。但如果它要变得像 Ndirangu、Freimüller 和伟大碳谷的其他支持者希望的那样大,创造就业机会并推动肯尼亚的绿色工业化,像 Koilel 的社区将成为那些受到最直接影响的人——就像他们受到气候变化的影响一样。

当我问 Koilel 她对在她家附近发展 DAC 的看法时,她告诉我,她从未听说过伟大碳谷的想法,也从未听说过碳去除。她不一定原则上反对地热能的发展,也不反对任何可能推动其扩张的行业。她只是想看到一些好处,比如为她的社区建立一个健康中心。她希望扭转驱逐浪潮,这些驱逐浪潮已经将她的邻居赶出了他们的土地。她想要电力——与为未来 DAC 中心提供动力的风扇和泵相同的电力。

“电力是从这些社区产生的,”Koilel 说。“但他们自己没有那道光。”

Diana Kruzman 是一位自由记者,负责报道世界各地的环境和人权问题。她的文章发表在 New Lines Magazine The Intercept Inside Climate News _ 等刊物上。

她住在纽约市。


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