XPrize基金会近日公布了其历时四年、奖金总额高达1亿美元的碳捕捉XPrize竞赛获奖名单。此次竞赛是该基金会二十年来推动科技发展所举办的数十项赛事之一。参赛者需展示从大气或海洋中提取二氧化碳并实现可持续封存的方法。
总部位于美国休斯顿的初创公司Mati Carbon凭借一种名为"强化岩石风化"的碳封存技术,荣获5000万美元大奖。该公司的做法是将粉碎后的玄武岩撒布于印度和非洲的小型农田。这种富含二氧化硅的火山岩不仅能改善土壤质量、促进农作物生长,还能有效捕获空气中的二氧化碳。其原理是与土壤水中溶解的二氧化碳发生反应,将其转化为碳酸氢根离子,从而阻止碳回归大气。
强化岩石风化原理
目前,全球已有十余家机构正在以工业规模开发强化岩石风化技术,但Mati Carbon凭借其技术含量极高的验证体系和软件平台脱颖而出,赢得XPrize评委的青睐。XPrize竞赛技术负责人Michael Leitch表示:"从表面上看,他们不过是用卡车运送岩石,谈不上什么技术含量。但深入了解之后,我们发现他们背后有一套令人印象深刻的数据采集体系。"
Mati Carbon会对每块农田施用玄武岩前后的土壤分别进行监测,以验证实际碳封存量。这一验证流程包括将电感耦合等离子体质谱仪带至农田,对土壤成分进行分析,从而判断玄武岩的固碳效果。公司还会追踪其他土壤化学指标、通过地理标记精确记录各测量点的位置,并借助软件追踪玄武岩运输和采购过程中的碳足迹。
上述工作需要在数以千计的小型农田中重复执行。Mati Carbon首席执行官兼创始人Shantanu Agarwal表示:"我们目前的采样数量和密度非常高,说实话,已经到了近乎疯狂的程度。每块田地,我们都要采集数百个数据点。"
公司通过一套自主研发的企业资源规划软件平台"matiC"对上述数据进行管理,并结合AI驱动的机器学习与分析工具,排查人工录入错误、掌握田间实时状况、建立碳封存模型。Agarwal表示,公司的目标是开发一套预测工具,从而减少实地采样的工作量。
Mati Carbon起初在印度的水稻田中推广玄武岩撒布技术,如今已将业务拓展至赞比亚和坦桑尼亚。对于碳封存企业而言,严格的监测与验证机制至关重要,因为其收入主要来源于出售碳信用额度。只有切实证明自身的碳封存量,才能在碳信用市场中建立公信力。据Agarwal介绍,农户无需为玄武岩服务支付任何费用,Mati Carbon的全部收入均来自碳信用销售。
除Mati Carbon获得大奖外,XPrize还为三家亚军团队颁发了奖金:总部位于巴黎的NetZero获得1500万美元,其技术是通过热解将农业废弃物转化为生物炭;总部位于休斯顿的Vaulted Deep获得800万美元,其技术是将富碳有机废弃物进行地质封存;总部位于伦敦的Undo Carbon获得500万美元,同样采用强化岩石风化路线。本次竞赛由马斯克基金会提供资助,XPrize此前也在赛程中针对阶段性成果和学生团队颁发了额外奖励。
值得注意的是,此次获奖名单中并未出现直接空气捕获(DAC)技术和海洋碳封存技术的身影。赛事规则要求参赛者在一年内实现至少1000吨的碳封存量,而所有DAC及海洋碳封存参赛团队均未达到这一门槛。
以海洋碳捕获初创公司Captura为例,其位于洛杉矶港的试点工厂每年可从太平洋中提取约100吨二氧化碳,但其夏威夷的1000吨新设施直至今年2月才开始运营,而彼时竞赛已接近尾声。Leitch表示:"这是一个真正推动技术边界的团队,只是对于技术壁垒较高的解决方案而言,短期规模化部署面临的障碍也更多,这是现实情况。"
在空气捕获领域,已有多个DAC设施的年捕获量远超1000吨——例如,Climeworks去年在冰岛启动了一座年处理能力达3.6万吨的DAC工厂;Carbon Engineering也正通过与1PointFive的合作,在德克萨斯州建设一座年处理能力50万吨的DAC工厂。但这两家公司均未参与本次竞赛。
在参赛DAC团队中,最接近1000吨门槛的是Project Hajar——该项目在阿联酋将空气捕获的二氧化碳封存于橄榄岩中。Project Hajar于2022年获得竞赛颁发的100万美元里程碑奖,并在本次颁奖中再度获得100万美元荣誉XFactor奖。海洋碳初创公司Planetary Technologies也同样荣获100万美元荣誉XFactor奖。
随着各项技术朝着竞赛设定的门槛逐步推进,要真正消化地球大气中超过1万亿吨的过量二氧化碳,唯有快速扩大规模。Leitch坦言:"1000吨在项目部署层面已是一项艰巨的挑战,但从应对气候变化的视角来看,这点量根本无法撼动大局。"
Q&A
Q1:强化岩石风化技术是如何固定二氧化碳的?
A:强化岩石风化技术通过将粉碎的玄武岩撒布于农田,利用这种富含二氧化硅的火山岩与土壤水中溶解的二氧化碳发生反应,将其转化为碳酸氢根离子,从而阻止碳重新回到大气中。这一过程同时能改善土壤质量,对农作物生长也有益处,且农户无需为此支付任何费用。
Q2:Mati Carbon是如何验证碳封存量的?
A:Mati Carbon采用严格的监测体系,在农田施用玄武岩前后分别采集土壤样本,使用电感耦合等离子体质谱仪分析土壤成分。公司还会追踪多项土壤化学指标,通过地理标记精确记录测量位置,并以自研软件平台matiC管理数据,同时借助AI和机器学习工具排查误差、建立碳封存预测模型,每块田地采集数百个数据点。
Q3:为什么直接空气捕获技术没有在此次XPrize竞赛中获奖?
A:本次竞赛要求参赛者在一年内实现至少1000吨的碳封存量,所有参赛的直接空气捕获团队均未达到这一门槛。尽管Climeworks等公司在冰岛已有年处理量达3.6万吨的设施,但这些头部企业并未参赛;而参赛的DAC团队受制于技术部署周期较长、短期规模化难度大等因素,最终未能满足赛事要求。
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