Enligt en ny stor FN -rapport, om vi ska begränsa temperaturhöjningen till 1,5 °C och förhindra de mest katastrofala effekterna av klimatförändringarna, vi måste minska de globala CO₂-utsläppen till nettonoll till 2050. Detta innebär att vi snabbt eliminerar användningen av fossila bränslen – men för att dämpa den omställningen och kompensera de områden där det för närvarande inte finns någon ersättning för brännbart material, vi måste aktivt ta bort CO₂ från atmosfären. Plantering av träd och återuppbyggnad är en stor del av denna lösning, men vi kommer med stor sannolikhet att behöva ytterligare teknisk hjälp om vi ska förhindra klimatnedbrytning.

Så när de senaste nyheterna dök upp att det kanadensiska företaget Carbon Engineering har utnyttjat en del välkänd kemi för att fånga upp CO₂ från atmosfären till en kostnad av mindre än 100 dollar per ton, många mediakällor hyllade milstolpen som en magisk kula. Tyvärr, den stora bilden är inte lika enkel. Att verkligen tippa balansen från kolkälla till kolsänka är en delikat affär, och vår uppfattning är att energikostnaderna och sannolikt nedströmsanvändning av infångad CO₂ betyder att Carbon Engineerings "kula" är allt annat än magi.

Med tanke på att CO₂ endast står för 0,04% av molekylerna i vår luft, att fånga det kan verka som ett tekniskt under. Men kemister har gjort det i liten skala sedan 1700-talet, och det kan till och med göras – om än ineffektivt – med förnödenheter från den lokala järnaffären.

Som gymnasieelever i kemi vet, CO₂ reagerar med kalkvatten (kalciumhydroxidlösning) för att ge mjölkvit olösligt kalciumkarbonat. Andra hydroxider fångar CO₂ på samma sätt. Litiumhydroxid var grunden för CO₂-absorbenterna som höll astronauterna på Apollo 13 vid liv, och kaliumhydroxid fångar CO₂ så effektivt att den kan användas för att mäta kolhalten i ett förbränt ämne. Den 1800-talsapparat som användes i detta senare förfarande finns fortfarande på American Chemical Societys logotyp.

Tyvärr, detta är inte längre ett småskaligt problem – vi behöver nu fånga upp miljarder ton CO₂, och snabbt.

Carbon Engineering teknik är hydroxidkemi när den är som bäst. Vid sin pilotanläggning i British Columbia, luft dras in av stora fläktar och utsätts för kaliumhydroxid, med vilken CO₂ reagerar och bildar lösligt kaliumkarbonat. Denna lösning kombineras sedan med kalciumhydroxid, producerar fast och lätt separerbart kalciumkarbonat, tillsammans med kaliumhydroxidlösning, som kan återanvändas.

Denna del av processen kostar relativt lite energi och dess produkt är i huvudsak kalksten – men att göra berg av kalciumkarbonat löser inte vårt problem. Även om kalciumkarbonat har användningsområden inom jordbruk och konstruktion, denna process skulle vara alldeles för dyr som kommersiell källa. Det är inte heller ett praktiskt alternativ för statligt finansierad kollagring på grund av de enorma mängder kalciumhydroxid som skulle krävas. För att vara genomförbart, direkt luftinfångning måste producera koncentrerad CO₂ som produkt, som antingen kan förvaras säkert eller tas i bruk.

Således, det fasta kalciumkarbonatet upphettas till 900 °C för att återvinna ren CO2. Detta sista steg kräver en enorm mängd energi. I Carbon Engineering's naturgaseldade anläggning, hela cykeln genererar ett halvt ton CO₂ för varje ton som fångas upp från luft. Anläggningen fångar upp denna extra CO₂, och naturligtvis skulle kunna drivas av förnybar energi för en hälsosammare kolbalans – men problemet med vad man ska göra med all infångad gas kvarstår.

Schweiziska nystartade företaget Climeworks använder liknande fångade CO₂ för att underlätta fotosyntes och förbättra grödorna i närliggande växthus, men ännu är priset inte i närheten av konkurrenskraftigt. CO₂ kan köpas någon annanstans för så lite som en tiondel av Carbon Engineerings resultat på 100 USD. Det finns också mycket billigare sätt för regeringar att kompensera för utsläpp:det är mycket lättare att fånga upp CO₂ vid utsläppskällan, där koncentrationen är mycket högre. Så denna teknik kommer sannolikt främst att intressera industrier med höga utsläpp som kan dra nytta av CO₂ med gröna meriter.

Till exempel, en av nyckelinvesterarna i Carbon Engineerings fångstteknik är Occidental Petroleum, en stor användare av förbättrade oljeåtervinningsmetoder. I en sådan metod, CO₂ pumpas in i oljekällor för att öka mängden råolja som kan utvinnas, tack vare ökat brunnstryck och/eller förbättrad flödesegenskaper hos själva oljan. Dock, inklusive energikostnaden för att transportera och raffinera denna extra olja, att använda tekniken på detta sätt kommer sannolikt att öka nettoutsläppen, inte minska dem.

En annan viktig fråga om Carbon Engineerings verksamhet är dess Air To Fuels-teknologi, där CO₂ omvandlas till brännbart flytande bränsle, redo att brännas igen. Teoretiskt ger detta en kolneutral bränslecykel, förutsatt att varje steg i processen drivs med förnybar energi. Dock, även denna användning är fortfarande långt ifrån en negativ utsläppsteknik.

Det finns lovande alternativ vid horisonten. Metallorganiska ramverk är svampliknande fasta ämnen som pressar motsvarande CO₂-yta på en fotbollsplan till storleken på en sockerbit. Att använda dessa ytor för CO₂-avskiljning kräver mycket mindre energi – och företag har börjat utforska sin kommersiella potential. Dock, storskalig produktion har inte fulländats, och frågor om deras långsiktiga stabilitet för ihållande CO₂-avskiljningsprojekt betyder att deras höga kostnad ännu inte är förtjänt.

Med liten chans att teknik som fortfarande finns i laboratoriet kommer att vara redo för gigatonn-skala inom det kommande decenniet, metoderna som används av Carbon Engineering och Climeworks är de bästa vi har för närvarande. Men det är viktigt att komma ihåg att de inte är i närheten av perfekta. Vi kommer att behöva byta till mer effektiva metoder för CO₂-avskiljning så snart vi kan. Som Carbon Engineerings grundare David Keith själv påpekar, Kolavlägsnande tekniker är överhypade av beslutsfattare, och har fått "extraordinärt lite" forskningsfinansiering hittills.

Mer allmänt, vi måste motstå frestelsen att se direkt luftinfångning som en magisk kula som räddar oss från att behöva ta itu med vårt kolberoende. Att minska eller neutralisera koldioxidbördan i kolvätebränslens livscykel kan vara ett steg mot negativa utsläppstekniker. Men det är bara det – ett steg. Efter att ha varit på fel sida av kolboken så länge, det är förflutna tid att se bortom att bara gå i balans.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.