油漆颗粒能保护地球吗?气候变化“保险政策”的新地球工程概念

一位前英国政府顾问和化学工程师表示，将细微的(亚微米)光散射颗粒分散到上层大气中，可能有助于对抗气候变化

这一技术概念起源于英国，并于本月首次公布吨标煤杂志，提倡将用于油漆、墨水和防晒霜的良性二氧化钛颗粒分散到平流层，以偏转太阳光线。在5月15日的tce网络研讨会上，特许化学工程师、化学工程师学会(IChemE)和英国皇家工程院院士、多个政府部门的前高级创新顾问彼得·戴维森(Peter Davidson)将呼吁研究这种地球工程概念，将其作为一种保险政策，以应对全球变暖可能带来的灾难性影响，如果我们不能足够快地减少二氧化碳排放的话。

戴维森说:“虽然我们现在必须努力减少二氧化碳排放，但明智的做法是建立一个经过充分研究的应急系统作为备用计划。”

这个想法听起来可能像科幻小说;但事实上，这一概念模仿了一个世纪发生几次的大型火山喷发对地球降温的影响。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发时，气温下降了0.5左右^oC在全球范围内进行了两年的研究，在此期间结束了大多数关于全球变暖的讨论。

火山喷发将2000万吨二氧化硫抛入平流层，形成了硫酸微粒的细雾，在几个月内遍布全球。

由于火山气溶胶颗粒的大小与阳光的波长相似，它们散射了一小部分光(约1%)，因此它的热量又回到了太空中。地球冷却了。

向平流层中添加硫酸会使臭氧层退化，并可能引起区域降水的变化。我们需要一个良性但大小相似的粒子;戴维森建议使用二氧化钛(TiO₂)，是人类最常用的色素。它在空气中稳定，无毒，散射光的效果是硫酸的7倍。地壳中钛含量丰富，目前每年生产500万吨钛颜料，因此供应似乎是可行的。如果你是在打印的纸张上阅读这篇文章，那么墨水和纸张可能都有TiO₂色素。

在确定了候选粒子后，下一个挑战是设计一种系统，有效地、经济地将数百万吨粒子提升并驱散到20公里(约65,000英尺)高的平流层，这样它们就能在空中停留几年，而不会立即被雨水淋掉。

戴维森说:“据预测，全球变暖对世界上最贫穷的人的影响最为严重，这既是因为他们缺乏资源，也是因为他们碰巧生活在哪里。我希望我们能够确保这些人民与富裕国家、适当的非政府组织(例如环保主义者)以及其他机构一道，参与决策并有机会发出自己的声音。

戴维森补充说:“理想情况下，由来自世界各地的各种利益相关者资助的独立慈善信托基金不仅要研究技术，还要研究适当的治理、法律和道德框架。”

英国皇家学会(Royal Society)即将发表的一篇论文称，气球、缆绳、超高压泵以及颗粒的生产和运输的总资本成本估计为5亿英镑，加上每年6亿英镑的运营成本。这些成本可能比人们认为的次优技术(如大量非常复杂的喷气式飞机)低30倍，而且没有相同的碳足迹。“所需规模的太空镜子和20公里高的发射塔可能是22座^nd不是这个世纪。”

非常近似的估计是，我们每年需要分散超过100万吨的二氧化钛，以保持地球温度恒定₂大气中的含量翻倍。如果需要这样的保险政策，我们将不得不这样做50到150年。海洋酸化固然令人担忧，但如果这种温度控制不能控制北极苔原或海洋融化所产生的甲烷排放，情况可能会更糟。

按照目前的价格，供应这些颗粒每年将花费30亿英镑左右，相当于每人每年50便士左右。

戴维森说:“为气候补救创造一个合适的保险政策是一项至关重要的任务。我们不能低估挑战。仍然需要对治理进行大量的研究和工作，但现在已经提出了一种愿景，供讨论和开发，其中已经确定了解决一些最困难的技术挑战的潜在方法。推迟对这种安全装置的研究是短视的——就像当你被冲到海里并在水中挣扎时，试图开发一件救生衣一样。”