二氧化碳捕集技术能否拯救变暖的地球?

瞰创新 2023-03-14 17:40:55

二氧化碳捕集技术能否拯救变暖的地球?

Patricia Crifo

巴黎综合理工学院经济学教授、法国国家科学研究中心经济学和统计学研究中心研究员、法国CIRANO研究中心助理研究员

Natalia Pietruszewska

巴黎综合理工学院智慧城市与气候政策经济学专业学生

Johanne Trotin

法国国家经济研究中心(CREST)研究员

要实现巴黎协定目标,将温升控制在1.5摄氏度以内,我们需要利用大气除碳技术,并加大力度减排。碳捕集与封存技术(CCS)具有减缓全球变暖的巨大潜力,或将成为对抗全球变暖的一大利器,其发展将构成能源转型战略的重要一环。

碳捕集与封存技术具有减缓全球变暖的巨大潜力。

2022年,所有在建的碳捕集与封存技术项目总处理量为每年2.44亿吨二氧化碳。

碳捕集在融资和政治层面皆颇具争议,且有人认为碳捕集技术推广会导致“气候不作为”。

加拿大和美国是碳捕集与封存技术的全球领导者,两国皆以化石燃料为主要能源。

碳捕集与封存技术必然将成为国际气候议题的焦点,其发展将构成能源转型战略的重要一环。

气候变化无疑是本时代最急迫的议题,人类正处于重要转折时期。气候变化的影响之大,前所未见——极端天气使粮食减产,海平面上升致洪水泛滥。再不行动起来,适应只会越来越难,成本也会越来越高。

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碳捕集与封存的经济优势

从经济角度说,我们可以采取气变减缓手段,禁止或限制温室气体排放进入大气层,降低气候变化的危害。政府间气候变化专门委员会(IPCC)强调,要实现巴黎协定目标,将温升控制在1.5摄氏度以内,我们需要利用大气除碳技术,并加大力度减排。碳捕集与封存技术(CCS)或将成为对抗全球变暖的一大利器。

“全球CCS项目数量自2021年增长了44%。”

《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)上,各国政府及国际组织代表,以及业内专家齐聚。会上,CCS这一技术收获了最多目光。CCS相关投资数据亮眼,该技术从设想向实际应用的转化有目共睹。2022年,开发中的CCS项目的总处理量达到每年2.44亿公吨二氧化碳。那么CCS具体是怎么进行捕集和封存的呢?

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碳捕集与封存技术介绍

CCS技术的基本原理是捕集电厂、钢铁厂、水泥厂等工业设施产生的二氧化碳,运输至指定地点后封存于地下。盐碱含水层或资源耗尽的石油储层、气储层可作为封存地点,其深度通常在地表1000米以下。还有一种类似的技术叫做二氧化碳捕集利用与封存(CCUS):回收工业生产过程中产生的碳,用于生产塑料、水泥、或生物燃料,而不是完全将其封存起来。

2022年9月,全球碳捕集与封存研究院统计指出,全球共有196个CCS项目,30个已投入运作,153个在开发中。CCS项目数量自2021年增长了44%,延续了2017年开始的上涨趋势。过去20年也见证了CCS应用的百花齐放,以及CCS在工业排放管理过程中的重要作用。

图片来源:PI France - 各类CCS项目的处理量随时间变化趋势

通过CCS网络,全球各地战略盟友及项目合作数量将会增加,促进相关技术的应用。CCS增长除了得益于几个开发中的蓝氢项目,清洁氢及低碳燃料也功不可没。直接空气碳捕集和储存(DACCS)技术今年也收获了更多关注与参与,获投资数十亿美元用于推广应用。

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碳捕集技术的应用推广,是否会牺牲减排?

碳捕集技术虽然潜力不小,但在融资和政治层面皆颇具争议。推行碳捕集策略需要巨额投资,相关项目的积极成效仍存在不确定性。而且对碳封存的过度关注可能会导致相关方忽视减排,更有甚者称,政策向CCS技术倾斜会导致“气候不作为”。

“CCS的部署离不开政府的干预,这是一个高度政治化的问题。”

CCS基础设施十分昂贵,加之回报不明显,难以吸引投资。以美国为例,能源部在21世纪前10年的11个CCS项目中,8个与煤炭业有关,成本合计为6.84亿美元。这8个项目中,仅1个最终完工并于2017年至2020年投入使用。但反观欧洲,CCS项目则在蓬勃发展,北欧国家(挪威、荷兰、英国)共宣部投资CCS项目超60亿欧元。

据法国国际关系研究所的报告,现有技术下,二氧化碳捕集、运输、封存成本在每吨40至200欧元之间,排放的污染物越多(如电厂、垃圾焚烧厂),成本越高。虽然随着技术进步成本在不断降低,但仍高于碳市场中二氧化碳的价格,难以调动非政府实体投资CCS项目的积极性。

图片来源:PI France - 加拿大2020年能源结构

因此,CCS技术部署离不开政府干预,成为了一个政治问题。各国各区域对于CCS的投资额,反映出其实现巴黎协定1.5摄氏度温控目标的决心大小,也体现了在生态转型方面的远见。

如今在CCS技术领域,走在前头的是经济依赖化石能源的国家。欧洲CCS项目的主推手往往是能源结构以石油天然气为主的国家的领导人。世界范围内,加拿大和美国是CCS技术的头部国家,美国的能源结构也是石油天然气占大头。COP27会上,阿联酋为首的海湾国家表现出对CCS技术的浓厚兴趣,并称其为海湾国家实现2030零净排放目标的主要手段。

图片来源:PI France - 美国2021年能源结构

非政府领域中,CCS技术的主要支持者是埃克森美孚、壳牌等石油巨头,及法国的道达尔能源、德希尼布。目的疑为通过CCS技术投资转移公众注意力,不放在其油气开采活动上。COP27会上油气公司数量不少,比上一届在格拉斯哥的COP数量增长了25%。CCS技术是这些能源公司减少碳足迹策略版图的中心环节。

图片来源:N. Pietruszewska - COP27期间小组讨论

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展望COP28

卡塔尔、科威特、阿联酋、巴林、沙特等国位列人均碳排放前十国家。因此,中东、北非被视为温室气体排放最为严重的地区。

图片来源:PI France - 中东北非地区的温室气体排放量

COP27会上,关于未来技术发展的讨论围绕CCS展开。会上积极提倡使用该技术的阿联酋,正是2023年COP的东道国。

CCS作为潜力巨大的技术,必然将成为国际气候议题的焦点。完善的能源过渡战略必须有清晰的目标,CCS技术的发展是这个过程的关键一环。

作者

Patricia Crifo

Natalia Pietruszewska

Johanne Trotin

编辑

Meister Xia

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