南加州大学和加州理工学院的科学家携手初创公司 Calcarea，共同开发出一项颇具前景的船上系统，有望大幅削减船舶排放的二氧化碳，为航运业脱碳带来新希望。相关研究成果发表于《科学进展》杂志。

该系统巧妙模拟海洋自然化学反应，实现二氧化碳的高效去除。当船舶航行时，废气中的二氧化碳被泵入船上海水，海水酸性略微增强，随后流经石灰岩层，酸性物质与石灰岩反应生成碳酸氢盐，这是一种安全稳定且天然存在于海水中的化合物。经处理去除二氧化碳的海水再排放回海洋，整个过程简单有效。

“这项研究的妙处在于它非常简单。”南加州大学多恩西夫文理学院帕克森·H·奥菲尔德海岸与海洋系统教授、该研究的共同通讯作者威廉·贝雷尔森表示，“我们正在加速海洋已经使用的二氧化碳缓冲过程，只不过是在船上进行，而且能够有效地大规模减少排放。”贝雷尔森还提到，最初这只是一个纯科学问题，研究海洋如何缓冲二氧化碳，后来才意识到可能找到一个现实世界的解决方案，助力应对气候变化。

海运业作为全球温室气体排放大户，占全球温室气体排放量的近3%。然而，目前如低碳燃料和电气化等解决方案，对于长途航行来说成本高昂或不切实际。Calcarea 联合创始人兼首席执行官、加州理工学院斯米茨家族地球化学和全球环境科学教授杰斯·阿德金斯称，他们的方法是一种补充策略，能帮助船舶在不进行重大设计改造的情况下减少对环境的影响。

在实验室阶段，研究人员使用控制量的海水、石灰石和二氧化碳测试了该过程的关键要素，实验结果与理论预测高度吻合，为扩大模型到真实船舶实验提供了信心。研究还利用复杂海洋模型检验处理后的水排放回海后的影响，模拟结果显示，处理后的水对海洋pH值和化学性质的影响微乎其微，充分证明了该技术的环境安全性。研究人员估计，广泛采用该技术可减少与航运相关的二氧化碳排放量50%。

目前，这项学术研究与致力于将技术推向市场的初创公司Calcarea同步推进。该公司正与商业航运商进行初步洽谈，并探索在运营船舶上测试该技术的试点项目。此前，Calcarea已宣布与Lomar Shipping的企业风险实验室Lomar Labs合作，推进其船上碳捕获系统的商业化与部署。“可扩展性已融入我们的设计之中。”阿德金斯表示，他们正在设计一套能与现有船舶集成并应用于全船队的系统，通过与行业伙伴直接合作，加速技术从实验室走向海洋的进程。作为Calcarea的联合创始人和科学顾问，贝雷尔森将继续研究该方法背后的科学原理，包括反应速率和对海洋化学的长期影响。

更多信息： Sijia Dong 等，《船舶石灰石加速风化封存二氧化碳的潜力》，《科学进展》(2025)。