全球碳捕集的力量集結(jié)與推進(jìn)掣肘

　　許多主要國(guó)家的政府未能制定限制碳排放的法規(guī)并提高企業(yè)的排污成本，直接阻礙了私營(yíng)部門對(duì)碳捕捉的投資，而即便是出臺(tái)了碳捕捉相關(guān)政策法規(guī)的國(guó)家，鼓勵(lì)與支持的力度也不顯著。對(duì)于碳捕集來(lái)說(shuō)，目前不僅商業(yè)模式尚未成熟，而且前期投資巨大，回報(bào)周期漫長(zhǎng)，融資難度與商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)不言而喻。

 

　　張銳

 

　　如同憑借自身之力或技術(shù)手段抓獲有形之物那樣，人類也可以將漂浮在自己周身的無(wú)形二氧化碳（CO2）捕集與儲(chǔ)存起來(lái)，并將其轉(zhuǎn)化為所需的能源。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)的《2022 碳捕獲、利用和儲(chǔ)存市場(chǎng)展望》報(bào)告，到2030年，全球碳捕集能力將在目前水平的基礎(chǔ)上增加六倍，達(dá)到每年2.79億噸二氧化碳捕捉量。

 

　　實(shí)現(xiàn)零排放，碳中和是全球范圍內(nèi)目前最看好的主要途徑，這一減排路徑說(shuō)得通俗點(diǎn)就是人類在一定的時(shí)間周期內(nèi)所排放的二氧化碳和消減的二氧化碳是等量的，如同植物在白天吸收CO2而在夜晚釋放CO2一樣，全天的二氧化碳排吸量是相等的，或者說(shuō)凈排放量為零，因此碳中和又叫碳平衡。總體看來(lái)，實(shí)現(xiàn)碳中和的主要方法有三：一是增加植被與還養(yǎng)水土，提升自然界吸收二氧化碳的強(qiáng)度；二是使用太陽(yáng)能、風(fēng)能和水能等可再生和替代化石能源，減少可燃物質(zhì)的二氧化碳釋放量；三是通過(guò)碳交易工具即在買方（排放者）向賣方（減排者）支付交易對(duì)價(jià)，從總量上完成減排。

 

　　但是，全球的陸地植物只能吸收33%的CO2，海洋的吸收量為24%，另外的43%都排放到大氣中去了，同時(shí)目前全球能源使用構(gòu)成中50%都是化石能源，盡管可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例不斷提升，但占比依然不大，而且伴隨著全球人口的增長(zhǎng)以及城市化的擴(kuò)容，人類對(duì)糧食、水和能源的需求不斷增加，可再生能源在存在供給不足的情況下也很難實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的替代，專家甚至預(yù)測(cè)到2040年化石燃料仍是全球能源使用的最主要組成部分；另外，國(guó)際能源署（IEA）認(rèn)為，世界上大多數(shù)國(guó)家其實(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，即便是那些能夠?qū)崿F(xiàn)減排目標(biāo)的國(guó)家，減排成本的中位數(shù)已經(jīng)增至138％, 巨大的成本約束也會(huì)羈絆這些國(guó)家的減排步伐與成效?；诖耍琁EA指出，企圖通過(guò)碳中和達(dá)到二氧化碳零排放的目標(biāo)將非常困難。

 

　　碳捕集（Carbon Capture，簡(jiǎn)稱CC）可以看成是碳中和的黃金組合，即后者無(wú)法完成的減排目標(biāo)可以交給前者來(lái)承擔(dān)和實(shí)現(xiàn)。對(duì)于發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放出來(lái)二氧化碳，碳捕捉不僅可以運(yùn)用物理和化學(xué)技術(shù)在化石燃料燃燒前與燃燒后進(jìn)行清晰分離，而且實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)抓獲，以阻斷其進(jìn)入大氣，同樣，空氣中的二氧化碳也能夠被碳捕捉技術(shù)收入囊中。當(dāng)然，碳捕集并不是碳控制與碳減排的終極腳步，緊跟CC之后的還有碳封存（Carbon Store，簡(jiǎn)稱CS），二者的連貫性組成了CCS（碳捕集與封存）概念。照目前的技術(shù)，被捕集的二氧化碳被加工處理成液體之后再通過(guò)管道輸送并被存儲(chǔ)到陸地2000米以下的巖層之中，或者深埋于3000米以下的海底層。按照能源專家的測(cè)算，大型的發(fā)電廠運(yùn)用CCS后，單位發(fā)電碳排放可減少85%-90%，同時(shí)國(guó)際能源署的分析報(bào)告也指出，如果全面應(yīng)用，CCS可總體削減14%的碳排放量，同時(shí)使人類減排成本降低30%。

 

　　不少人可能會(huì)擔(dān)心，注入地下的CO2會(huì)否在未來(lái)泄漏到大氣之中？與核廢料封存是一個(gè)道理，在封存二氧化碳前都要進(jìn)行相應(yīng)的地質(zhì)測(cè)評(píng)，一般選擇的封存地點(diǎn)都是風(fēng)險(xiǎn)非常小的區(qū)域，同時(shí)封存深度抵達(dá)的都是數(shù)千米之下的巖體，在這樣的深巖層中，壓力會(huì)將二氧化碳轉(zhuǎn)換成所謂的“超臨界流體”，并最終演變成化石原料，不存在泄漏可能，也就談不上能夠造成污染。對(duì)此，全球頂級(jí)的《natural》雜志刊登出的最新研究成果指出，在管理得當(dāng)?shù)那闆r下，98%的注入地下的二氧化碳在地下可以保留1萬(wàn)年以上。

 

　　其實(shí)，CCS也不能代表碳捕集技術(shù)的全部。對(duì)于捕集到的二氧化碳，還可以進(jìn)行商業(yè)化開(kāi)發(fā)，由此延伸出了CCUS的概念，即二氧化碳的捕集、封存與利用，而且通過(guò)CCUS也可以大大分解CO2封存之后可能泄漏出來(lái)的焦慮與擔(dān)憂。按照IEA的權(quán)威研究報(bào)告，使用CCUS技術(shù)可以從化石燃料中生產(chǎn)低碳?xì)?，預(yù)測(cè)到2070年該方式所產(chǎn)生的低碳?xì)湔既驓洚a(chǎn)量的40%，而氫既可充當(dāng)熱能燃燒工具在機(jī)械、軌道交通、船舶潛艇和航天等發(fā)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)揮引擎作用，也可作為能源材料制作燃料電池等，并且一律是零污染。

 

　　還有一個(gè)商業(yè)化用途是，被捕獲的二氧化碳改造成液體后可以定向輸送到石油天然氣以及煤炭開(kāi)發(fā)的地質(zhì)層之中，通過(guò)由此產(chǎn)生的巨大壓力更快更多地“擠出”煤氣油，提高石油采收率（EOR）和煤層氣采收率(ECBM)。按照BNEF的統(tǒng)計(jì)，2021年大約73%捕獲的二氧化碳用于提高原油采收率，到2030年前儲(chǔ)存在地下深處的二氧化碳將使采油作業(yè)成為主要目的地，同時(shí)，國(guó)際市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Markets and Markets的研究稱，2025年全球CCSU市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到35億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為17%。

 

　　鑒于碳捕集延伸出的巨大商業(yè)價(jià)值，許多國(guó)家在政策與立法層面積極護(hù)航。英國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、挪威、日本和中國(guó)都是在碳捕捉的政策與立法方面得分較高的國(guó)家。在英國(guó)，新建煤電廠被要求至少須有25%的產(chǎn)能安裝CC設(shè)施，凡不具備碳捕獲能力的煤電廠一律關(guān)閉，同時(shí)英國(guó)計(jì)劃到2030年大規(guī)模應(yīng)用CCUS技術(shù)，而在美國(guó)，拜登政府推出的《通貨膨脹削減法案》將CCUS的稅收抵免大幅提高到了70%，同時(shí)澳大利亞政府更是出臺(tái)了《二氧化碳捕集與封存指南》，并發(fā)布了《近海碳注入與封存條例》，使近海封存二氧化碳合法化。同樣，日本，《海洋污染防治法》也將CO2注入地下咸水含水層合法化，同時(shí)日本內(nèi)閣頒布了《戰(zhàn)略能源計(jì)劃》，該計(jì)劃要求加速CCUS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)程。根據(jù)IEA的報(bào)告顯示，最近幾年碳捕集投資呈現(xiàn)出明顯的加速狀態(tài)，全球范圍內(nèi)處于規(guī)劃后期階段的項(xiàng)目總投資超過(guò)300億美元，幾乎是過(guò)去10年來(lái)投入資金的兩倍之多。

 

　　但是，投入與運(yùn)營(yíng)成本仍是困擾碳捕集的最重大瓶頸。根據(jù)麻省理工大學(xué)發(fā)表的一份報(bào)告，捕捉每噸二氧化碳并將其加壓處理為超臨界流體要花費(fèi)25美元，將一噸二氧化碳運(yùn)送至填埋點(diǎn)需要花費(fèi)5美元，裝置二氧化碳的罐每噸20元，掩埋二氧化碳每噸需要30美元，再加上人工、車輛以及管道鋪設(shè)等費(fèi)用，捕獲一噸二氧化碳最高成本超過(guò)640美元，不僅如此，對(duì)于燃燒化石燃料的企業(yè)來(lái)說(shuō)，圍繞碳捕集所進(jìn)行的技術(shù)設(shè)備改造花費(fèi)更大。成本抬高不僅抑制了碳捕集項(xiàng)目的前期投入與后期規(guī)模擴(kuò)大，也放慢了大規(guī)模商業(yè)化的進(jìn)程。

 

　　市場(chǎng)比較成本同樣是掣肘碳捕集步伐的重要原因。相對(duì)于風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源而言，碳捕集成本要高出很多，很多企業(yè)更愿意投資碳中和項(xiàng)目，本已稀缺的碳捕集項(xiàng)目資金因此更顯不足；不僅如此，英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院以及美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，碳捕集技術(shù)只有在特定條件下才有可能達(dá)到所需的部署規(guī)模，其中碳稅水平到2050年須提高至每噸二氧化碳75美元以上，到時(shí)碳稅能否滿足該充分條件有待觀察。更重要的是，碳捕集的商業(yè)模式不僅尚未成熟，而且前期投資巨大，回報(bào)周期漫長(zhǎng)，融資難度與商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)不言而喻。

 

　　最后要強(qiáng)調(diào)的是，碳捕集資源的分配失衡以及政策導(dǎo)向不清晰對(duì)碳捕捉形成的客觀約束也有目共睹。從市場(chǎng)區(qū)域來(lái)看，全球碳捕集項(xiàng)目主要分布于北美地區(qū)，其中美國(guó)高居榜首，而眾多的發(fā)展中國(guó)家碳捕捉幾乎為零。與此同時(shí)，許多主要國(guó)家的政府未能制定限制碳排放的法規(guī)并提高企業(yè)的排污成本，直接阻礙了私營(yíng)部門對(duì)碳捕捉的投資，而即便是出臺(tái)了碳捕捉相關(guān)政策法規(guī)的國(guó)家，鼓勵(lì)與支持的力度也不顯著。對(duì)于碳捕集來(lái)說(shuō)，目前不僅商業(yè)模式尚未成熟，而且前期投資巨大，回報(bào)周期漫長(zhǎng)，融資難度與商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)不言而喻。為此需要在政策層面加大財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等支持力度，廓清市場(chǎng)的贏利方向，導(dǎo)引企業(yè)建立起投資信心。

 

　?。ㄗ髡呦抵袊?guó)市場(chǎng)學(xué)會(huì)理事）