如今，二氧化碳备受关注。这种关注是可以理解的：5 月 11 日，二氧化碳的含量达到了 每百万分之 415，比我们过去 80 万年的典型大气含量高出 100 ppm 以上。即使我们今天就停止排放，这种长效温室气体仍将在未来数千年里继续加热地球。
但另一种温室气体——甲烷——一些科学家认为它是稳定气候的众多策略中“低垂的果实”。在周一发表于《自然-可持续性》杂志上的一项 令人惊讶且违反直觉的提议 中，斯坦福大学的科学家认为，我们可以通过化学转化甲烷为二氧化碳来限制升温。“我们的论文呼吁将甲烷清除视为一个机会，”该研究的主要作者 Rob Jackson 说。
甲烷，或称 CH4，目前的空气浓度为每十亿分之 1860，大约是工业革命前水平的两倍半。60% 的甲烷排放是人为造成的，源于农业来源，如稻田和反刍的牛，以及化石燃料生产。这种气体寿命很短，在大气中平均持续十年。但在这么短的时间内，它却很努力地加热地球。在 20 年内，甲烷的增温效应是 CO2 的 84 倍，在 100 年内则是 28 倍。
虽然这种分子的化学性质使其成为一种令人担忧的温室气体，但斯坦福团队认为，这也为潜在的解决方案提供了可能性。甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水。该反应在热力学上是可取的，因为它释放能量。事实上，它在大气中自然发生。该论文提出，如果我们能够创造一个加速这种自然趋势的工业过程，它就可以成为减缓升温的一个重要策略。
在地面上，这可能类似于直接碳捕获的设计——巨大的风扇吸入空气，并通过一种有助于甲烷转化为 CO2 的介质运行。然而，与 碳捕获 不同，排出的气体不需要泵送和储存。相反，二氧化碳会简单地逸散出去。由于它是一种比甲烷作用更弱的温室气体，净效应仍然是减少全球变暖。该论文估计，转化大气中所有人为排放的甲烷将释放 82 亿公吨的二氧化碳，这大约是我们几个月全球排放的总量。即便如此，该过程将消除自我们开始燃烧化石燃料以来所经历的升温的六分之一。“这将为我们争取时间来处理更难解决的二氧化碳来源，”Jackson 说。
当然，这个提议还处于构思阶段，其实现仍面临诸多挑战。最明显的一个挑战，正如论文指出的那样，是甲烷在空气中非常分散。在每十亿分之 1860 的浓度下，它只占空气中所有分子的很小一部分，并且比 CO2 稀释了大约 200 倍。
甲烷的化学结构也构成了一个（字面意义上的）转化障碍。由于其四面体形状——四个氢原子从中心碳原子向外分支——作者写道，它“缺乏一个明显的催化入口点”。尽管如此，有一些令人鼓舞的证据表明，沸石——一种具有许多微小孔隙的矿物质——可以用于转化甲烷。这些微小孔隙可以帮助吸收甲烷并与金属催化剂反应，促进其转化为 CO2。
而且，就像碳捕获一样，这个过程可能会消耗大量能量。建造设备、开采沸石和运行风扇都需要电力。“即使对于一个使用风将空气吹过催化剂的被动系统来说，它似乎也需要大量的能量才能起作用，”美国国家海洋和大气管理局的大气化学家 Ed Dlugokencky 说。Jackson 表示，理想情况下，甲烷转化系统将运行在零碳能源上，如风能和太阳能。而且，由于反应会释放能量，他认为有可能将其回收并用于维持运行。
但也有经济问题。目前，由于向大气中排放碳基本上是免费的，因此无法从该过程中获利。需要有法律授权或碳定价才能引起工业规模放大甲烷捕获的兴趣。正如论文所指出的，当每公吨二氧化碳的价格为 500 美元时，将甲烷转化为二氧化碳所抵消的全球变暖潜能将产生每吨甲烷转化 12,500 美元的收益，从而使该过程有利可图。
有些人认为依赖碳定价过于乐观，认为我们的钱最好花在可再生能源上。“这个想法在物质和能源上都非常密集，即使在碳价格高于 500 美元/吨的情况下也无法竞争，这不仅是不必要的（而且在政治上不可行），而且使得可再生能源（目前大多不需要碳价格）成为真正的意外之财，”哈利法大学的工业与系统工程科学家、近期一项比较可再生能源和碳捕获能源系统能量输入输出的研究的作者 Sgouris Sgouridis 说。“为什么你要追求一种非常昂贵的策略，而不是扩大更便宜的策略？”
由于甲烷寿命短，可能最好还是顺其自然。“对于 CH4 对全球变暖的贡献，有一个更简单的解决方案，”NOAA 碳循环温室气体小组负责人 Pieter Tans 说。“我建议我们以已知的方式减少 CH4 排放，然后让大气在约 10 年内将其氧化为 CO2。”
Jackson 认为，尽管存在挑战，这项技术仍可能在未来气候行动中发挥作用。他希望他的提议能激发对理想催化甲烷转化的材料以及工业设施（能够浓缩进来的甲烷，使其更容易反应）的研究。对 Jackson 而言，这不仅仅是为了稳定我们目前正在变暖的地球。这项技术甚至可以在被称为“大气修复”的过程中，在继续减少我们的排放方面发挥作用。“我认为修复我们的空气比稳定我们的空气是更好的愿景，”他说。“我想重置大气甲烷的时钟。”
