碳捕捉产业链为碳中和提供新解

  人类生存环境中的二氧化碳分布浓度远超想象。尽管2020年由于新冠肺炎疫情大流行使全球二氧化碳排放总量比前几年下降了7%，但2021年预计排放量将很快回到大流行前的水平。碳浓度的增加正在加剧全球气候变暖，海平面上升，海洋和陆地将不同程度地受到影响。对此，《巴黎协定》明确提出了全球实现“零排放”的目标，到本世纪末将全球气温升幅控制在2℃以内。
  目前来看，碳中和是全球范围内追求二氧化碳零排放的最主要途径，这一减排路径说得通俗点就是人类在一定的时间周期内所排放的二氧化碳和消减的二氧化碳是等量的，因此碳中和又叫碳平衡。总体看来，实现碳中和的主要方法有三：一是增加植被与还养水土，提升自然界吸收二氧化碳的强度；二是使用太阳能、风能和水能等可再生和替代化石能源，减少可燃物质的二氧化碳释放量；三是通过碳交易工具即排放者向减排者支付交易对价，从总量上完成减排。
  但是，全球的陆地植物只能吸收33%的二氧化碳，海洋的吸收量为24%，另外的43%都排放到大气中去了。同时，在目前全球能源使用构成中，50%都是化石能源，尽管可再生能源在能源结构中的比例不断提升，但占比依然不高，而且伴随着全球人口的增长以及城市化的扩容，人类对粮食、水和能源的需求不断增加，在可再生能源存在供给不足的情况下，也很难实现对化石能源的替代。一些专家甚至预测，到2040年化石燃料仍是全球能源使用的最主要组成部分。因此，企图通过碳中和达到零排放的目标将非常困难。
  也许CCUS可以帮助人类控碳减排找到新解。要弄清楚CCUS，当然首先必须搞清楚CC（碳捕捉）。说得形象点，CC就是将发电厂、钢铁厂、化工厂等排放出来二氧化碳抓获起来，阻断其进入大气，当然前提是要用物理和化学技术在化石燃料燃烧前与燃烧后清晰分离出二氧化碳。紧跟CC之后是CS（碳封存），二者连贯组成了CCS（碳捕捉与封存）概念。按照目前的技术，具体的做法是，被捕捉的二氧化碳加工处理成液体之后，再通过管道输送并被存储到陆地2000米以下的岩层之中，或者深埋于3000米以下的海底层。按照能源专家的测算，大型的发电厂运用CCS后，单位发电碳排放可减少85%至90%，同时国际能源署的分析报告也指出，如果全面应用，CCS可总体削减14%的碳排放量，同时使人类减排成本降低30%。
  自1972年第一个大型碳捕捉项目在得克萨斯州Sharon Ridge油田开始运营以来，全球CCS技术的发展已有49年之久，目前覆盖全球的CCS项目共有51个。比较乐观的是，研究报告显示，最近几年CCS的投资呈现明显的加速状态，而且该行业已经连续三年增长，全球范围内处于规划后期阶段的项目总投资超过300亿美元，几乎是过去10年来投入资金的两倍之多。
  CCUS应当是CCS衍生出的必然逻辑，即对于捕捉到的二氧化碳进行商业化开发，比如被捕获的二氧化碳改造成液体后，可以定向输送到石油天然气以及煤炭开发的地质层之中，通过由此产生的巨大压力再更多地“挤出”煤气油，提高石油采收率和煤层气采收率。也正因如此，美国、瑞士、加拿大等国出现了许多的碳捕捉工厂，它们将捕捉到的二氧化碳卖给一些能源公司，从中获取不菲的碳价值。国际市场研究机构Markets and Markets的研究称，2020年全球CCSU市场规模达到了16亿美元，2025年将达到35亿美元，年复合增长率达到17%。
  围绕着碳捕捉产业链市场的开发与建设，主要经济体均出台了相应的政策激励措施。在英国，能源和气候变化新计划要求新建煤电厂至少须有25%的产能安装CC设施，凡不具备碳捕获能力的煤电厂一律关闭。在美国，45Q法规为碳捕捉保驾护航，该法规为地质封存的二氧化碳提供每吨最高50美元的抵免。我国政府除了制定出《烟气二氧化碳捕集纯化工程建设标准》外，还发布了《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图》。
  除政府驱动外，更多的企业也像中石化那样加入到碳捕捉产业链的布局中来。其中，国际油气行业气候倡议组织在全球部署了5个CCUS产业促进中心；壳牌在加拿大投资建成了奎斯特碳捕捉和封存项目，以及长达240公里的二氧化碳运输管道，每年可捕捉和安全埋存100余万吨二氧化碳；美国西方石油公司正在得克萨斯州二叠纪盆地开建全球规模最大的从空气直接捕获二氧化碳的工厂，目标是每年捕获最多100万吨的二氧化碳；而埃克森美孚则宣布未来10年将投入1亿美元与美国能源部的两家实验室合作，扩大碳排放技术的商业化规模。此外，高盛、富国银行对外宣布，对于新建或扩建燃煤电厂计划，若没有安装碳捕捉技术者，一律不予资金援助。
  按照全球碳捕集与封存研究院的研究结论，要满足大气温度不高于2℃情景，2050年碳捕捉对全球碳减排的贡献需占到12%，相应地至少需要6000个CCUS项目。现在看来，不仅与碳捕捉项目的阶段性目标相距甚远，而且未来需完成的CCUS基础设施建设任务也同样不易，其中投入与运营成本一直是困扰碳捕捉项目推广的最大瓶颈。根据麻省理工大学发表的一份报告，捕捉每吨二氧化碳并将其加压处理为超临界流体要花费25美元，将1吨二氧化碳运送至填埋点需要花费5美元，装置二氧化碳的储气罐每吨20美元，掩埋二氧化碳每吨需要30美元，再加上人工、车辆以及管道铺设等费用，捕获1吨二氧化碳最高成本超过640美元。不仅如此，对于燃烧化石燃料的企业来说，围绕碳捕捉所进行的技术设备改造同样花费巨大。成本抬高不仅抑制了碳捕捉项目的前期投入与后期规模扩大，也放慢了大规模商业化的进程。
  政策导向不清晰是碳捕捉项目推广的又一大客观约束。许多国家未能制定限制碳排放的法规并提高企业的排污成本，直接阻碍了私营部门对碳捕捉的投资，而即便是一些出台了碳捕捉相关政策法规的国家，鼓励与支持的力度也不显著。对于碳捕捉来说，目前不仅商业模式尚未成熟，而且前期投资巨大，回报周期漫长，融资难度与商业风险不言而喻。为此需要在政策层面加大财政补贴、税收优惠等支持力度，廓清市场的赢利方向，导引企业建立起投资信心。另外，按照国际能源署的设想，到2050年70%的碳捕获与储存项目需部署在非经合组织国家。为此，一方面要激发相关国家采用碳捕捉技术赚取碳信用额的积极性，另一方面要引导国际社会尤其是发达国家对落后国家的碳捕捉项目提供投资支持。 
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