應(yīng)對(duì)氣候變化的緊迫性增加了碳捕集、利用與封存技術(shù)受到的關(guān)注，這項(xiàng)爭(zhēng)議技術(shù)的應(yīng)用會(huì)在中國(guó)加速嗎？馮灝撰文探討。

中國(guó)正積極發(fā)展碳捕集、利用與封存技術(shù)（圖片來(lái)源：Peabody Energy）

10月8日，政府間氣候變化委員會(huì)（IPCC）在韓國(guó)仁川發(fā)布了《全球升溫 1.5°C 特別報(bào)告》，以及報(bào)告的“決策者摘要”。根據(jù)該報(bào)告，將全球變暖限制在1.5℃需要社會(huì)各方進(jìn)行快速、深遠(yuǎn)和前所未有的變革。

報(bào)告中，二氧化碳去除（Carbon Dioxide Removal）作為重要的技術(shù)路徑被重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。報(bào)告認(rèn)為，所有限制全球變暖在1.5°C以?xún)?nèi)的路徑都需要去除1000–10000億噸數(shù)量級(jí)的二氧化碳。如此龐大的碳去除無(wú)法通過(guò)單一技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。報(bào)告評(píng)估了一系列可供選擇的“負(fù)排放”技術(shù)，包括造林和再造林、土地恢復(fù)和土壤固碳、直接空氣碳捕獲和儲(chǔ)存和二氧化碳捕集與儲(chǔ)存技術(shù)（CCS）。

中外對(duì)話(huà)訪(fǎng)問(wèn)的中國(guó)專(zhuān)家認(rèn)為，與報(bào)告列舉的其他技術(shù)相比， CCS技術(shù)相對(duì)最成熟，并將是未來(lái)全球?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模減排的關(guān)鍵技術(shù)。與此同時(shí)，該技術(shù)的高成本、長(zhǎng)期安全性和可靠性等問(wèn)題也不容忽視。

據(jù)IPCC報(bào)告估計(jì)，目前人類(lèi)活動(dòng)已經(jīng)造成的全球升溫約1.0°C。

綠色創(chuàng)新發(fā)展中心(iGDP)執(zhí)行理事胡敏認(rèn)為，報(bào)告可能是應(yīng)對(duì)氣候變化的一個(gè)新拐點(diǎn)。“我們一般認(rèn)為國(guó)際氣候行動(dòng)的基礎(chǔ)和目標(biāo)是避免巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)（Catastrophic Risk）。IPCC報(bào)告警示我們這一風(fēng)險(xiǎn)的現(xiàn)實(shí)性，應(yīng)盡快達(dá)到凈零排放。”

根據(jù)該報(bào)告，不依賴(lài)二氧化碳去除技術(shù)而達(dá)到全球溫升控制在1.5°C以?xún)?nèi)的目標(biāo)，意味著全球碳排放要在2030年之前就開(kāi)始減少。以目前全球各國(guó)的碳排放強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，這幾乎是一條不可能達(dá)到的曲線(xiàn)。這意味著，要通過(guò)巨量的二氧化碳去除來(lái)平衡掉各國(guó)的排放量。

中國(guó)社科院城市發(fā)展與環(huán)境研究所可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)研究室研究員陳迎告訴中外對(duì)話(huà)，考慮到全球碳預(yù)算嚴(yán)重不足，IPCC報(bào)告格外強(qiáng)調(diào)二氧化碳去除技術(shù)，也是不得已的選擇。要在全球范圍實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的負(fù)排放，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、國(guó)際治理等方面的挑戰(zhàn)都是巨大的。

報(bào)告給出了將升溫控制在1.5°C以?xún)?nèi)的四種說(shuō)明性方案，灰色為化石燃料和工業(yè)領(lǐng)域，棕色表示農(nóng)林及其他土地利用，黃色為生物質(zhì)能源+二氧化碳捕獲和儲(chǔ)存，示意不同手段在不同時(shí)段的貢獻(xiàn)比例。后三種路徑均使用到二氧化碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)，并且，其貢獻(xiàn)比例隨時(shí)間推進(jìn)有所增加。單位：十億噸/年 （圖片來(lái)源：IPCC SR1.5 SPM-19）。

此次IPCC報(bào)告中評(píng)估的CDR技術(shù)（如造林、土壤固碳等）多是從大氣中吸收二氧化碳的技術(shù)，唯獨(dú)CCS技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的排放息息相關(guān)。工業(yè)排放中的二氧化碳濃度高、捕獲相對(duì)容易。從根本上講，CCS是一項(xiàng)減排技術(shù)。中國(guó)在CCS原有三個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，增加了二氧化碳利用（Utilization）環(huán)節(jié)，即CCUS技術(shù)，希望通過(guò)資源化利用以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

陳迎表示，對(duì)于中國(guó)等高度依賴(lài)化石能源的國(guó)家而言，在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能等潛力挖掘之外，必須高度重視CCUS技術(shù)。目前該技術(shù)的示范多在采油、發(fā)電等能源部門(mén)，未來(lái)要與大規(guī)模的生物質(zhì)利用結(jié)合，甚至要開(kāi)發(fā)直接從空氣捕獲二氧化碳的新技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)負(fù)排放，因此發(fā)展前景十分廣闊。

IPCC報(bào)告公布前一個(gè)月，中國(guó)生態(tài)環(huán)境部和南非環(huán)境部剛剛簽署了《關(guān)于氣候變化領(lǐng)域合作的諒解備忘錄》。根據(jù)《備忘錄》，為共同加強(qiáng)氣候變化領(lǐng)域能力建設(shè)，雙方將在CCUS等優(yōu)先領(lǐng)域開(kāi)展合作。

此前的2017年，作為中美聯(lián)合氣候變化聲明成果的一部分，中國(guó)在陜西榆林建成了第一個(gè)大型碳捕集封存示范項(xiàng)目，通過(guò)從煤化工工廠(chǎng)捕集二氧化碳，提純后注入油田進(jìn)行驅(qū)油(CCS-EOR)和封存，該項(xiàng)目計(jì)劃每年捕獲41萬(wàn)噸二氧化碳。國(guó)家發(fā)改委能源研究所高級(jí)研究員姜克雋告訴中外對(duì)話(huà)，中國(guó)和南非的合作也可能采取類(lèi)似示范項(xiàng)目的形式。

中國(guó)發(fā)改委明確提到開(kāi)展CCUS試點(diǎn)項(xiàng)目的行業(yè)涉及火電、煤化工、水泥和鋼鐵行業(yè)。另外，中國(guó)大型國(guó)有石油企業(yè)對(duì)于該技術(shù)的興趣也是與日俱增，兩大石油巨頭中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司和中國(guó)石油化工集團(tuán)公司都有專(zhuān)門(mén)的研究院從事相關(guān)的科研工作。

中國(guó)境內(nèi)的大型CCS示范項(xiàng)目（更新時(shí)間：2018年8月）

數(shù)據(jù)來(lái)源：全球碳捕集與封存研究院

南非環(huán)境部長(zhǎng)莫萊瓦早前在北京表示，“碳捕捉技術(shù)仍然非常昂貴，我們需要對(duì)這項(xiàng)前沿技術(shù)更多的研發(fā)”。此次IPCC報(bào)告的中國(guó)作者之一姜克雋也認(rèn)為，該技術(shù)在提高捕獲效率、真正降低成本方面空間還很大。

中國(guó)社會(huì)科學(xué)院能源數(shù)量經(jīng)濟(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所能源研究室主任劉強(qiáng)認(rèn)為，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，根本就不會(huì)產(chǎn)生CCS的市場(chǎng)，之所以有所謂的市場(chǎng)、形成了所謂的價(jià)格，是因?yàn)楦鲊?guó)有應(yīng)對(duì)氣候變化的壓力和需求。

CCUS項(xiàng)目關(guān)注的重點(diǎn)就是對(duì)二氧化碳進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用以抵消全流程高昂的成本。目前在中國(guó)CCUS項(xiàng)目中應(yīng)用最普遍的是二氧化碳強(qiáng)化驅(qū)油（EOR）和二氧化碳強(qiáng)化驅(qū)煤層氣（ECBM），將用于封存的二氧化碳液體，注入到已近開(kāi)采枯竭的油氣田或煤氣層中，驅(qū)趕巖縫中的原油或天然氣，以提高油田和煤氣層的開(kāi)采率和利用量。

根據(jù)亞洲開(kāi)發(fā)銀行的分析，對(duì)于正在或者即將面臨減產(chǎn)局面的中國(guó)國(guó)內(nèi)大多數(shù)油田而言，EOR是維持油田經(jīng)濟(jì)生存力的重要選擇。

當(dāng)然，其經(jīng)濟(jì)可行性主要取決于二氧化碳購(gòu)入成本與原油增產(chǎn)收益之間的平衡。根據(jù)該分析，這類(lèi)示范項(xiàng)目的前提是要具有高濃度二氧化碳排放源的大規(guī)模煤化工工藝，二氧化碳排放量每年不少于10萬(wàn)噸，最好接近或超過(guò)100萬(wàn)噸；此外，在項(xiàng)目整個(gè)生命期內(nèi)，EOR所增產(chǎn)的原油都可以提供持續(xù)的現(xiàn)金流，保障進(jìn)一步的二氧化碳收購(gòu)價(jià)格。

山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教授朱維群曾表示，該技術(shù)會(huì)增加25—40%的額外能耗，而EOR所用二氧化碳大約會(huì)有2/3回到地表，不宜作為長(zhǎng)期性的封存方法。也有專(zhuān)家指出，由于這一過(guò)程中收獲的化石燃料最終還是用于燃燒，因而這種二氧化碳捕集方式不能作為氣候變化的解決方案。

二氧化碳封存的長(zhǎng)期安全性一直是此類(lèi)項(xiàng)目的重要風(fēng)險(xiǎn)。亞行分析認(rèn)為，由于項(xiàng)目在環(huán)境安全方面的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)機(jī)制和環(huán)境保護(hù)計(jì)劃必不可少，同時(shí)還必須為上述項(xiàng)目配備特定的監(jiān)測(cè)和審核設(shè)備。如果大規(guī)模推廣，就更需要出臺(tái)具體的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范封存地選址、封存地分級(jí)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)和長(zhǎng)期可靠性評(píng)估。

另外，碳捕集技術(shù)會(huì)增加工業(yè)冷卻水的需求。而水資源短缺被認(rèn)為是中國(guó)未來(lái)10~15年面臨的最大挑戰(zhàn)，尤其是在煤炭項(xiàng)目集中的中國(guó)西北和西部地區(qū)

姜克雋認(rèn)為，減緩溫室效應(yīng)將是一件越來(lái)越急迫的事情，CCUS技術(shù)也會(huì)被賦予越來(lái)越多的市場(chǎng)價(jià)值。英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局也指出，該技術(shù)在全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)可行性在很大程度上取決于政府和民眾對(duì)于環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的估值。

但目前，國(guó)際層面和中國(guó)國(guó)家層面的政策（包括碳價(jià)格信號(hào)）仍然有待明確。

理論上，將二氧化碳作為工業(yè)原料、用來(lái)強(qiáng)化驅(qū)油，或出售碳排放權(quán)都可以為項(xiàng)目帶來(lái)額外收益，克服整體投資和成本的增加。

但迄今為止，中國(guó)的碳市場(chǎng)還處于萌芽階段，也未形成足以影響排放行為的碳價(jià)。這意味著任何二氧化碳供應(yīng)方與使用方之間的商務(wù)合作都需要單獨(dú)談判。姜克雋認(rèn)為，對(duì)于早期示范項(xiàng)目，政府需要提供必要的財(cái)政和融資支持，來(lái)克服商業(yè)可行性不足的問(wèn)題。

不過(guò)，受訪(fǎng)的中國(guó)專(zhuān)家均認(rèn)同，CCUS或許是全球減排不得已的選項(xiàng)，但不應(yīng)被視為能源轉(zhuǎn)型的替代，“哪怕是對(duì)于中國(guó)和南非這樣以煤炭為主的國(guó)家而言，效果最好、成本最低、空間最大的還應(yīng)該是各環(huán)節(jié)的節(jié)能”，劉強(qiáng)指出。

胡敏認(rèn)為，全球的減排潛力還可以從非二氧化碳溫室氣體來(lái)挖掘，包括HFC和甲烷等。加速制冷劑替代、減少食品浪費(fèi)、甚至調(diào)整飲食習(xí)慣等也需要得到重視：“不深刻改變生活方式而達(dá)到碳中性的未來(lái)，基本不可能”。