前沿科技如何拯救气候危机？

智慧芽海外团队撰写

智慧芽创新研究中心 邹欣欣翻译

气候危机愈演愈烈。联合国（UN）最近的一份报告显示，顶级气候专家和研究人员对人类发出了严厉的警告：除非现在就改变，否则人类就将面临一个缺乏水和食物的、充满自然灾害和无法生存高温的地球。但幸运的是，我们仍有希望，联合国同时也提出了几个世界各国可以采取的战略，来保护地球免受进一步损害。

2021年，对气候变化领域公司的风险投资成倍增加，达到约150亿美元。智慧芽将探讨四个致力于应对气候危机的创新技术。

图1 2012-2022对气候变化领域公司的风险投资一览（数据来源：智慧芽Discovery）

1.净水处理

全球大约有一半的人口已经面临着严重的缺水问题，而且许多地方的饮用水供应正变得越来越难以保障。随着洪水等自然灾害的增加，加之污染加剧，淡水源和卫生设施都受到了水污染的威胁。其他一些地区则由于气温升高导致降水（降雨和降雪）减少，干旱可能会增加，威胁到供水、农业、交通、能源和公共健康。

确保全球人口能够获得足够的纯净水是一项关键的气候变化应对战略。Puraffinity是一家塑造未来纯净水的公司，专注于设计环境应用智能材料的绿色技术，特别是去除受污染水和废水中的挑战性污染物（PFAS）。他们开发了一种新型吸附剂技术，可用于地下水处理、饮用水处理、工业制造设施和商业机场。

图2展示了水处理领域的新兴技术情况，其中圆圈大小代表2021年每个技术的相关论文的数量，圆圈的高度则代表相关论文的增速。可以看出，当前全球水处理领域中，增长最迅猛的新兴技术包括纳米复合材料、生物炭和重金属。

图2 水处理领域中的新兴技术情况（数据来源：智慧芽Discovery）

2.碳捕集

联合国报告的结论显示，目前的排放政策将使得全球变暖最高达到2.7摄氏度，远远超过《巴黎协定》规定的2度目标。要重返正轨，一方面需要前端减少碳排放，另一方面也需要后端应用除碳技术。

其中，碳捕集和储存作为减少碳排放的一种方式，可能是减少全球变暖的关键环节之一。从化石燃料到清洁能源的过渡将是一个漫长的过程，因此加快碳捕集技术的部署对于减少发电厂和工业厂房的排放是至关重要的。截至2020年，全世界至少有26个商业规模的碳捕集项目，还有更多项目正在开发中。

Climeworks是一家ETH（一家有智能合约功能的开源区块链平台）的衍生公司，正在开发一种 "直接空气捕集"（DAC）二氧化碳回收系统，这个回收系统从环境空气中提取二氧化碳，并根据提取的二氧化碳量建立模型。他们的第一个空气捕集厂在2017年推出，此后他们又投入了15个项目，包括2021年在冰岛的世界最大的DAC储存厂。

图3 碳捕集的风投交易发生地区一览（数据来源：智慧芽Discovery）

在过去两年中，对碳捕集的风险投资成倍增加，2021年总额超过10亿美元，如图三所示，这类投资尤其集中发生在北美地区。

3.清洁能源和可再生能源

能源驱动着我们的经济发展，维持着我们的社会运转，它也是气候变化的一个主要因素。能源使用约占全球温室气体排放总量的60%。这包括煤炭、原油和天然气的燃烧，它们不仅含碳量高，美国总能源的81%也由它们产出。化石燃料对环境有诸多不利影响，包括土地退化，水和空气污染，以及海洋酸化等。从化石燃料到清洁能源的过渡将是一个漫长的过程，根据一份报告显示，可再生能源可以在2035年之前完全淘汰化石燃料能源。

清洁能源是指可再生的、零排放的能源，在使用时不会导致大气污染。包括风能、太阳能、水能、潮汐能和地热能等。清洁能源行业正在蓬勃发展，近年来越来越多地取代了 "肮脏 "的化石燃料。可再生能源的扩张已经发生在各种不同的尺度中，从家庭屋顶的太阳能电池板到巨大的海上风电场。未来，可再生能源的进一步扩张也将是遏制主要导致气候变化的危险碳污染的最佳途径之一。

mPower技术是一家位于新墨西哥州的创新太阳能电池技术创业公司。他们开发了一种革命性的创新技术，称为DragonSCALES，这是一种完全灵活的相互连接的迷你太阳能电池网。他们的产品为太阳能发电提供了新的设计方案，消除了硅和砷化镓太阳能解决方案的限制，使他们的设计能够以极低的成本实施。

清洁能源有许多不同的细分市场，图4这个词云显示了清洁能源领域的市场报告中提及最多的关键词，风能和太阳能是其中最凸显的领域。

图4 清洁能源领域被提及最多的关键词词云（数据来源：智慧芽Discovery）

4.耐气候作物

由于耕作和作物技术的创新改进，世界每年都在生产更多的粮食。然而，气候变化已经慢慢开始降低作物的生长速度。

随着全球气温上升，干旱成为常态，农作物和树木的死亡风险增加，导致粮食不安全和营养不良的比率增加。目前，全世界有23亿人无法获得稳定的食物来源，如果不迅速采取行动，这个数字将成倍增加。

Phytophorm实验室是一家生物技术公司，使用基因敲除和机器学习来解决食物危机。他们最近获得了570万美元的资金，用于通过人工基因组编辑技术，开发有韧性和可持续的农作物。他们的目标是通过减少农业排放，同时使作物适应气候变化带来的挑战，来解决农业面临的双重问题。

从图5可以看到，关于耐气候作物的文献出版物一直呈上升趋势，近年来增加较多，这可能是由于人们对气候变化威胁的认识提高。

图5 2012-2022关于耐气候作物的文献出版物数量（数据来源：智慧芽Discovery）

世界减缓气候变化的任务非常艰巨，但人类正在逐步掌握减缓气候变化的技术，并在不断地改进和创新。现在是采取行动的时候了。