如果全城探秘问大家一个问题：

什么东西我们平时感觉不到它的存在，但却绝对离不开？

相信不少人的答案都是空气。

地球大气层

关于空气，估计很多朋友都知道这么一组数据，空气中氮气和氧气的比例最高，前者占比高达78%，后者约21%，除此之外，还有其他很多种气体，虽然比例不高，但同样非常重要；

其中最熟为人知的一种，就是二氧化碳。

空气中不同类型气体的比例

通常情况下，空气中的二氧化碳含量大约为0.03%至0.04%，也就是大约300-400ppm（ppm是以质量计算的百万分之，1ppm就是百万分之一）；

相比氮气和氧气，二氧化碳在空气中的含量可谓相当之低，但大家对它的熟悉程度可能并不比前两个差，之所以会如此，在全城探秘看来，一个关键原因，就是二氧化碳对全球环境乃至人类自身的影响都非常大；

一方面，如果空气中的二氧化碳含量大幅增加，会对人类的健康产生极大影响；

二氧化碳的危害

据研究，如果空气中的二氧化碳含量增加到2-4％，我们的呼吸就会受到影响，开始加快，如果增加到4-6％，心跳和呼吸都会明显加速，并伴头痛、耳鸣等症状，如果增加到20％，就会死亡；

也正因如此，人们也经常被提醒，避免待在二氧化碳含量较高区域，并注意保持通风等。

另一方面，过去数百年，全球空气中的二氧化碳含量都在增加，并导致全球变暖等一系列问题；

二氧化碳排放

我们都知道，煤炭、石油以及天然气等能源资源的开发利用过程中，都会产生大量二氧化碳，而自从18世纪60年代在英国产生第一次工业革命以来，它们几乎一直都是重要的工业能源，由此也导致向空气中排放了大量的二氧化碳；

根据全城探秘查到的资料，仅仅是过去10年，全球每年排放的二氧化碳就高达540亿吨。

2022年各国二氧化碳排放量

所以，在过去相当长一段时间里，空气中的二氧化碳含量也一直在增加，工业革命以前，地球空气中的二氧化碳浓度大约为278ppm，到2012年增加到393.1ppm；

2014年4月，北半球大气中的二氧化碳浓度首次超过400ppm，2022年则增加到达到417.9ppm，2023年为419.3ppm，创下新高。‌

部分国家二氧化碳年排放量

而二氧化碳呢，又是温室气体最重要的组成部分，它在空气中的含量增加，可以让大量的太阳辐射留在大气层，从而导致地球温度升高，这就是所谓的温室效应，据统计，所有温室气体中，二氧化碳对温室效应的贡献率高达25%；

根据瑞典物理学家斯万特·阿伦尼乌斯的研究，如果二氧化碳浓度从300ppm增加到600ppm，那么地球表面的温度将上升5摄氏度；

温室效应

过去一百多年的数据，已经在某种程度上证明了这一点！

数据显示，2023年全球平均温度，相比1850年至1900年的平均气温上升了1.31摄氏度，如果不采取措施，那么到2100年，全球平均气温将有可能上升4℃。

过去一百多年全球气温变化

全球变暖的危害显而易见，大家听得最多的可能就是冰川融化、海平面上升、引发极端天气等，很多沿海地区的大城市乃至一些海拔较低的岛国都可能被海水淹没，相信根本不用全城探秘再赘述；

南极冰川融化分布

后果如此严重，如何阻止全球温度继续升高，已经成了所有国家面临的问题，而降低空气中的二氧化碳浓度，显然是解决这一问题的关键；

怎么做？

一个办法是减少二氧化碳排放量；

关于这一点，世界各国已经联合起来共同提出了解决方案，比如为了将全球气温上升幅度控制在1.5摄氏度以内，经过科学计算得出了一个剩余碳预算数值，在2020年，这一数值为5000亿吨，但到2023年已经下降到2500亿吨；

各国二氧化碳排放份额

可见，全球要实现“碳中和”，仍然任重道远。

另一个办法，就是直接从空气中捕集二氧化碳，从而降低其浓度；

这也是世界各国研究的一个重点方向，令人欣喜的是，就在近段时间，我国关于这方面的研究也取得了重大突破；

相关报道

近日，由中能建（上海）成套工程有限公司和上海交通大学共同研制的二氧化碳直接空气捕集（DAC）装置“碳捕块CarbonBox”成功通过百吨级模块满负荷可靠性运行验证；

所谓DAC，就是一种新型碳捕集技术，可利用风能、太阳能、地热能等低碳能源，直接从空气中捕集二氧化碳，从而降低空气中的二氧化碳浓度。

从空气中直接捕集二氧化碳

“碳捕块CarbonBox”的每个模块都由捕集单元和处理单元组成，单个模块每年可以直接从空气中捕集99%高浓度二氧化碳100吨以上，同时也可进行捕集单元堆叠和处理单元集中式设计，通过标准化成组集成，每年可捕集二氧化碳捕100万吨；

这是个什么概念？

我们都知道，植物可以通过光合作用吸收二氧化碳，并释放出氧气，所以森林是维持大气中不同气体比例保持平衡的关键环节，而据计算，1000平方公里的森林每年可以吸收大约160万吨二氧化碳，我国塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠每年吸收的二氧化碳大约也是这个水平；

塔克拉玛干沙漠每年吸收约160万吨二氧化碳

而上面提到的“碳捕块CarbonBox”装置，通过标准化成组集成，每年直接从空气中捕集的二氧化碳捕，就相当于差不多600平方公里森林以及大半个塔克拉玛干沙漠的吸收水平；

要知道，塔克拉玛干沙漠可是我国第一大沙漠，其面积高达33万平方公里，大半个塔克拉玛干沙漠，已经比我国中东部的很多省都大了。

碳捕块CarbonBox

更关键的是，“碳捕块CarbonBox”我国拥有完全自主的知识产权，这一技术取得突破，不仅填补了我国在超大吨位高浓度工业级DAC工程装备领域的空白，也意味着我国未来可以大规模的从空气中直接捕集二氧化碳，从而为阻止全球变暖做出重要贡献。

看到这里，估计有不少朋友心里都会有个疑问：

捕集的那么多二氧化碳，要怎么处理呢？

实际上，二氧化碳在今天的用途之广，可能超出很多人想象！

全城探秘给大家列几个吧：

第一，二氧化碳气体保护焊。

二氧化碳保护焊

这是目前所有焊接方法中比较常用的一种，顾名思义，就是以二氧化碳气为保护气体，从而进行焊接；

这种焊接方法有很多优点：

1.焊接成本低，由于二氧化碳可以大规模生产，甚至直接从空气中捕集，成本很低，所以也大幅降低了二氧化碳气体保护焊的成本，只相当于埋弧焊以及焊条电弧焊等焊接成本的40~50%；

2.焊接效率高，人工使用二氧化碳气体保护焊的焊接速度可以达到每小时18-36米，自动焊时甚至能达到每小时150米；

3.由于二氧化碳的的零热物理性能，二氧化碳气体保护焊非常适合焊接黑色金属材料；

正是由于这些优点，虽然二氧化碳气体保护焊虽然抗风能力很差，但仍然成为很多企业使用的主要焊接方法，这也成为二氧化碳的一个重要应用方向。

第二，人工合成淀粉。

这一点也非常容易理解！

自然界的光合作用

我们所吃的玉米、小麦以及土豆等，都含有丰富淀粉，那么这些淀粉是怎么来的呢？估计大家都知道，就是通过光合作用将阳光、二氧化碳以及水转化而来；

这三个条件，我们都可以通过技术实现，所以人工合成淀粉也就有了可能，早在2018年，中科院天津工业生物技术研究所在人工合成淀粉研究方面就取得了突破，如今人工合成淀粉的效率已经达到玉米的8.5倍；

人工合成淀粉相关报道

有了人工合成淀粉这个市场价值极高的应用方向，相信二氧化碳也不愁无法处理吧。

第三，干冰灭火器。

所谓干冰，就是液态二氧化碳在-78摄氏度条件下形成的固体，所以干冰灭火器也就是我们常说的二氧化碳灭火器；

干冰灭火器

这种灭火器主要是通过二氧化碳隔绝空气实现灭火，非常适合扑救贵重仪器设备、档案资料以及电气设备、油类物品发生的火灾，应用范围非常广。

二氧化碳灭火器的使用范围很广

由此也能看出，二氧化碳作为导致全球变暖的主要“元凶”，其实也不是那么的“十恶不赦”，只要能得到合理的处置和应用，还是有着非常大的价值的；

而我国在从空气中直接捕集二氧化碳技术上的重大突破，意义和作用也显而易见！

亚马逊雨林同样也是吸收二氧化碳的“主力军”，每年可吸收22亿吨二氧化碳

不仅能直接降低空气中的二氧化碳浓度，阻止全球变暖，具备重要的生态环境价值，也能进一步降低二氧化碳的应用成本，促使二氧化碳应用到更广阔范围，也具备了重要的经济价值。

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