全球碳捕集的力量集结与推进掣肘
时间:2022-10-25 00:00:00来自:证券时报字号:T  T

许多主要国家的政府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。对于碳捕集来说,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。

如同凭借自身之力或技术手段抓获有形之物那样,人类也可以将漂浮在自己周身的无形二氧化碳(CO2)捕集与储存起来,并将其转化为所需的能源。根据彭博新能源财经(BNEF)的《2022碳捕获、利用和储存市场展望》报告,到2030年,全球碳捕集能力将在目前水平的基础上增加六倍,达到每年2.79亿吨二氧化碳捕捉量。

实现零排放,碳中和是全球范围内目前最看好的主要途径,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,如同植物在白天吸收CO2而在夜晚释放CO2一样,全天的二氧化碳排吸量是相等的,或者说净排放量为零,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在买方(排放者)向卖方(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CO2,海洋的吸收量为24%,另外的43%都排放到大气中去了,同时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,但占比依然不大,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,可再生能源在存在供给不足的情况下也很难实现对化石能源的替代,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;另外,国际能源署(IEA)认为,世界上大多数国家其实无法实现减排目标,即便是那些能够实现减排目标的国家,减排成本的中位数已经增至138%,巨大的成本约束也会羁绊这些国家的减排步伐与成效。基于此,IEA指出,企图通过碳中和达到二氧化碳零排放的目标将非常困难。

碳捕集(CarbonCapture,简称CC)可以看成是碳中和的黄金组合,即后者无法完成的减排目标可以交给前者来承担和实现。对于发电厂、钢铁厂、化工厂等排放出来二氧化碳,碳捕捉不仅可以运用物理和化学技术在化石燃料燃烧前与燃烧后进行清晰分离,而且实现精准抓获,以阻断其进入大气,同样,空气中的二氧化碳也能够被碳捕捉技术收入囊中。当然,碳捕集并不是碳控制与碳减排的终极脚步,紧跟CC之后的还有碳封存(CarbonStore,简称CS),二者的连贯性组成了CCS(碳捕集与封存)概念。照目前的技术,被捕集的二氧化碳被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%-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%。

不少人可能会担心,注入地下的CO2会否在未来泄漏到大气之中?与核废料封存是一个道理,在封存二氧化碳前都要进行相应的地质测评,一般选择的封存地点都是风险非常小的区域,同时封存深度抵达的都是数千米之下的岩体,在这样的深岩层中,压力会将二氧化碳转换成所谓的“超临界流体”,并最终演变成化石原料,不存在泄漏可能,也就谈不上能够造成污染。对此,全球顶级的《natural》杂志刊登出的最新研究成果指出,在管理得当的情况下,98%的注入地下的二氧化碳在地下可以保留1万年以上。

其实,CCS也不能代表碳捕集技术的全部。对于捕集到的二氧化碳,还可以进行商业化开发,由此延伸出了CCUS的概念,即二氧化碳的捕集、封存与利用,而且通过CCUS也可以大大分解CO2封存之后可能泄漏出来的焦虑与担忧。按照IEA的权威研究报告,使用CCUS技术可以从化石燃料中生产低碳氢,预测到2070年该方式所产生的低碳氢占全球氢产量的40%,而氢既可充当热能燃烧工具在机械、轨道交通、船舶潜艇和航天等发动系统中发挥引擎作用,也可作为能源材料制作燃料电池等,并且一律是零污染。

还有一个商业化用途是,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更快更多地“挤出”煤气油,提高石油采收率(EOR)和煤层气采收率(ECBM)。按照BNEF的统计,2021年大约73%捕获的二氧化碳用于提高原油采收率,到2030年前储存在地下深处的二氧化碳将使采油作业成为主要目的地,同时,国际市场研究机构MarketsandMarkets的研究称,2025年全球CCSU市场规模将达到35亿美元,年复合增长率为17%。

鉴于碳捕集延伸出的巨大商业价值,许多国家在政策与立法层面积极护航。英国、澳大利亚、美国、挪威、日本和中国都是在碳捕捉的政策与立法方面得分较高的国家。在英国,新建煤电厂被要求至少须有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,同时英国计划到2030年大规模应用CCUS技术,而在美国,

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