科學人 12月號/2024 第274期

直擊！
世界級
吸碳工廠
美國政府、新創公司和石油公司投資數十億美元，發
展從大氣中吸取二氧化碳的技術，這有可能逆轉全球
暖化嗎？
撰文／盧恩（Alec Luhn）
攝影／羅威爾（Spencer Lowell）
翻譯／李宛儒

1977 年底的一天晚上，11 歲的克萊兒．萊克納（ Claire Lackner ）走進父親
書房，為六年級的科學課實驗尋求一些靈感，父親克勞斯．萊克納（ Klaus
Lackner ）是美國洛沙拉摩斯國家實驗室研究核融合的物理學家。克勞斯對於以
核融合取代骯髒燃料越來越沒有信心，開始思考能否把溫室氣體從大氣中移除
做為替代方案，因此他建議克萊兒嘗試從空氣中捕集二碳化碳（CO2 ）。克萊兒
買了抽水機，把空氣打到含有碳酸鈉的試管中。碳酸鈉是鹼性物質，會和氣流
中酸性的CO2 產生反應。經過一夜，移除了大約10% 的CO2。克萊兒在全縣
科展中得獎，父親後來撰寫論文，指出從空氣中移除CO2 在減緩全球暖化方面
是「合理可行做法」。

早在1950 年代，科學家已經了解該
如何移除潛水艇和太空船中的CO2，以防
艙內人員窒息。不過克勞斯的論文首度主
張，可以從大氣中移除CO2，來維持地
球適合生物生活的環境。他認為克萊兒的
實驗顯示「這並不那麼難」。幾年後，克
勞斯與其他人合夥創立「全球研究科技公
司」（ Global Research Technologies ），
並在2007 年推出第一項把CO2 從環境空
氣中移除的示範技術，這類做法現在稱為
直接空氣捕集（DAC）。他們使用的裝置
是一具高高的塑膠玻璃櫃，裡面放了許多有樹脂塗層的塑膠板，乾燥的塗層會吸收
CO2。當塑膠玻璃櫃的門扇打開時，空氣
會流動到塑膠板。當門扇關上後讓塑膠
板沾上水氣，CO2 就會釋出並進入捕集
氣瓶，未來可應用於工業或灌進地底。同
一年，維珍航空的老闆布蘭森（ Richard
Branson ）宣佈設立一座2500 萬美元的獎
項，徵求從大氣中移除溫室氣體「有潛力
商業化」的技術。

DAC 的化學原理也許「並不那麼
難」，但需要使用很多設備、很多能源，
因此所費不貲。2008 年金融危機後，全球研究科技公司缺少資金。布蘭森的獎項
一直沒有頒發出去； 2010 年發言人表示，
2500 項參賽作品都無法大幅降低CO2 含
量，同時越來越多民眾對於操弄大氣感
到「不安」。雖然還有瑞士的氣候工程
（ Climeworks ）和加拿大的碳工程公司
（ Carbon Engineering ）等幾家新創公司
繼續發展DAC，設立了幾座小廠區，但
這類作法已不再眾所矚目。⋯⋯

然而自2000 年以來，全球排放的溫
室氣體總量有增無減，巴黎氣候協定設下
的目標，是維持地球氣溫比工業化前高出
1.5 °C 內，越來越多科學家認為我們不只
該大幅減少溫室氣體排放，還得在本世紀
內從大氣中移除數千億公噸的CO2。最
直接的方法是種樹，但就算種幾兆棵樹也
不夠，而且樹木會焚毀或生病死亡，釋出樹木儲存的碳。克勞斯說，這個世界在
2000 年代未採用DAC，「我認為現在是
非做不可了。」

拜登政府的目標是在2050 年達成淨
零排放。為了削減碳污染，他們發展再生
能源，試圖推動汽車與暖氣等設備改成以
電為動力，並鼓勵發電廠從事碳捕集與封
存（CCS）。但有些碳排放很難避免，例
如長途航空、海運、農業、水泥與鋼鐵工
業，這些產業排放的CO2 可能就得從大
氣中移除，所以美國政府也想加速DAC
的發展。如果碳的移除量能超過排放量，
也就是達到所謂的負碳排，那麼全球氣溫
可望微幅下降。

美國計畫到了2050 年，每年可從大
氣中捕集並封存超過10 億公噸的CO2，
超過現在年均排放量的1/5。要達成目
標，碳移除需要在未來幾十年內成為世
界上規模最大的產業，每年成長40% 以
上，遠超過大部份科技的發展速度，然而
太陽能板和電動車與此相當。威斯康辛
大學麥迪遜分校的公共政策教授尼邁特
（ Gregory F. Nemet）著有《如何使太陽
能變便宜》，他說：「這會是人類執行過
最大的任務之一，儘管艱困無比，但也不
算史無前例。」

2021、2022 年的重要氣候法案內容
包括給予DAC 優渥的稅賦減免，以及撥
款35 億美元，補助幾個地區建立DAC
廠區。與此同時，大公司開始計畫購買
碳移除的額度，用以抵消碳足跡。企業向DAC 廠購買一公噸碳儲存的碳權，而
不是減少自家工廠的碳排放。為達到此目
標，美國已有超過130 家商業DAC 廠提
案，然而這些工廠幾乎都是石油公司規
劃的，計畫要把CO2 灌到地底，然後從
古老的沉積層中榨出更多原油。美國能
源部部長格蘭霍姆（ Jennifer Granholm ）
形容，DAC 將會像「巨型吸塵器，直接
從天空吸取過去數十年的碳污染。」問題
是，這類技術會不會也把新的碳污染排放
到大氣中？

今年稍早，我來到舊金山東方車程一
小時的DAC 廠參訪。這是矽谷的新創公
司「傳家之碳」（ Heirloom Carbon ）與
格蘭霍姆合作，在加州崔西市外農地建造
的美國第一座商業DAC 廠。傳家之碳的
執行長薩馬拉（ Shashank Samala ）在我
聽完安全簡報、戴上頭盔後，咧嘴一笑帶
我穿過白色安全網，進入廠房中心......

科學，給了神話一個圓滿結局
――談阿緹米絲和俄里翁的苦戀

月神阿緹米絲和獵戶俄里翁原是一對戀人，因阿波羅作梗而生死分離，但在NASA 的努力之下，
兩人又合體飛向天際探索月球，誰說科學和神話沒有交融的空間？

文／孫維新

我最近開發出一個新的演講題目：「當阿緹米絲遇上嫦娥」，談領導太空發展的美中兩強在月表相遇的故事。「阿緹米絲」是美國重返月球的代表，「嫦娥」則是中國大陸探月工程的主角。東西方神話中的兩位女性在月面相遇，會迸出什麼火花？

中國大陸的探月工程在2004 年立項，2007 年嫦娥一號就出發前往繞月，2010 年嫦娥二號又前往繞月，2013 年嫦娥三號登月，放出小車子「玉兔號」在月表行走，2018 年嫦娥四號降落月背，放出小車子玉兔二號，2020 年嫦娥五號奔月挖土，把月球正面的土壤樣本送回地球，2024 年嫦娥六號結合了四號和五號的特色，到月背去挖土送回地球，開創月背地質歷史的研究。

這一系列的探月任務節奏明確，步調穩健，獲得了不少科研成果和技術進展，這對長期主導月球探索的美國構成了極大壓力，尤其是嫦娥四號降落月背這件事！由於月球一直以同一面面對地球，所以長期以來各國登月的太空船都選擇降落在月球正面，才能隨時和地球保持直接通訊。

中國大陸針對嫦娥四號的月背任務，早半年先發射了一顆中繼衛星「鵲橋」，抵達了地月系統的第二拉格朗日點（ the second Lagrangian point,L2 ），這個點就在月背正上方，和月球及地球始終保持一直線，位於月背的太空船可以將訊息直接上傳「鵲橋」，再轉傳回地球，從此開啟了月背探索的大門！

「月背」是多令人期待的一個地方啊！當年我在美國航太總署（NASA）工作時，同仁就曾熱烈討論，希望有朝一日能在月背架設天文望遠鏡，因為那裡看不到地球，也就不會有來自地球的光害和無線電波雜訊，可說是天文觀測的清淨土！談了多少年沒有進展，中國大陸竟然先一步降落月背，這對美國而言是個重大警訊。其實在這之前，美國總統川普看到「嫦娥計畫」一期一期有序推進，就已經心生不爽，美國當年有過六次載人登月，登陸處都插上了美國國旗，川普總統看到中國人即將登月，恐怕登月後第一件事就是把美國國旗拔起來丟掉，所以川普總統說：「我們要盡快重返月球，保護我們的國旗！」

2017 年美國才開始規劃「重返月球」，把這個計畫命名為「阿緹米絲」，一開始NASA 規劃在2028 年載人登月，但被川普總統否決，要求NASA 提前到2024 年完成任務，原因無他，就因為川普總統認為2024 是他「第二任」的最後一年，他要在任內看到美國人重新登月！雖然當時川普未能連任，但「阿緹米絲」的時程也不斷延遲，現在川普重新當選，顯然他真的會看到美國人在他任內重返月球！

阿緹米絲是阿波羅的孿生姊姊，是月亮女神也是狩獵女神，阿波羅對自己是弟弟這件事一直耿耿於懷，但也沒辦法，因為阿緹米絲早他一刻出生，而且一生下來就轉身幫著接生阿波羅（ 不知她怎麼做到的，神話上就這樣寫），所以阿波羅就坐實了弟弟的身分。

阿緹米絲和阿波羅原先姊弟情深，但後來英俊帥氣的獵人俄里翁（ Orion，也就是「獵戶座」）的眼睛被仇家弄瞎，來找阿波羅幫忙，阿波羅用旭日初昇的陽光治好了他的眼睛，自此俄里翁就跟在阿波羅身旁當小弟。阿波羅覺得自己姊姊箭法通神，俄里翁也是出名的獵人，兩人不妨切磋一下，沒想到這對俊男美女一見鍾情，這下阿波羅不樂意了，想著自己姊姊如此高尚，這個跟班小弟怎可高攀？就讓天蠍去追逐俄里翁，俄里翁躲到湖中閉氣潛行，但水不夠深，頭頂露在水面上，這時阿波羅把阿緹米絲帶到水邊，和她打賭，說她的箭法再厲害，也射不中遙遠湖面上的那個黑點，阿緹米絲受不住激，拉弓放箭就射中了那個黑點，等到俄里翁的屍體浮上水面，阿緹米絲才知道自己親手殺了心愛的人，就和阿波羅絕交，也不再聽他解釋，從此以後每當太陽升起，月亮就下山，日月不會同時出現在天上。


這個故事有兩個疑點，首先是視力問題，箭法好有兩個條件，第一是射箭技巧好，第二是視力好，但阿緹米絲顯然視力不好，連自己愛人的腦袋都認不出來；其次是日月升落，相信很多人都看過月亮在白天出現，難道姊弟兩人後來又和好了？

美國的阿緹米絲計畫包含三次任務，第一次是無人太空船前往繞月，第二次是載人繞月，第三次才會載人登月。有趣的是，為了阿緹米絲任務所發展的新式太空船，就叫做「俄里翁」！原先相愛的兩人悲淒分離，又在NASA 的努力之下重新相聚！科學，給了神話一個圓滿結局！

文學和藝術，與科學可以有趣交融。在即將來臨的冬至「科學人年會」中，李家維教授和我也將粉墨登場，以相聲形式講述科學故事。定裝照已經拍好，主題也已決定：「繁星蒼穹下的神鬼人生」，但內容是什麼，我也不知道，我們就台上見吧！

《科學人》雜誌－全球科普雜誌第一品牌

自2002年創刊以來共11年榮獲出版界最高榮譽雜誌出版金鼎獎！身為全球科普雜誌的第一品牌，《科學人》一直領先報導全球最先進的科學脈動與產業趨勢，除生命演化及天文奧秘的探索外，也包括成就未來經濟創新的各種工具：「NBIC，Nano-Bio-Info-Cogno（奈米科技、生物科技、資訊科技與神經科技）」，及其聚合衍生的「長壽醫學」、「未來能源」、「淨化科技」、「即時通訊」、「人工智慧」及「前進太空」等產業趨勢內容。除了原Scientific American文章精確編譯外，台灣延伸企劃採訪篇章更佔40%以上，藉由淺顯易懂的編輯呈現方式，帶給產業精英、知識家庭、高中及大專院校師生最具未來性的知識力。

《科學人》雜誌即將於2017年2月滿15週年！15年來，在「廣」的方面，《科學人》月月帶給台灣讀者科學新知、科學新聞、重要科學研究；而在「精」的方面，《科學人》推出15週年特別獻禮：「博學誌」系列文集，滿足您在單一領域更深入、更全方位的知識渴望。

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掌握數位生活（2016/12/20全新出版） 台灣大學資工系教授 林守德專文導讀 活靈活現動物行為（2017/1/20全新出版）金鼎獎科普作家 張東君 專文導讀