碳捕集将在能源转型中发挥关键作用,尤其是在电力、钢铁、水泥、石油和天然气等重工业领域。
企业正积极拥抱碳捕集的潜力,并投资这一技术。
政府激励措施将进一步推动投资,但工程、采购和施工行业将在提供更具经济效益的解决方案方面发挥关键作用。
不到八年。世界只有这么长时间来将全球排放量减半,这是实现到2050年净零排放目标的竞赛中的一环。然而,在城市化程度不断提高的世界,能源需求仍在持续增长。
随着地球竞相实现这些净零目标,在满足能源需求的同时兼顾可持续发展,对于全球社会繁荣至关重要。尽管这是一项紧迫挑战,但已有多种前景可期的技术,可以帮助我们满足这些多方面的需求。
碳捕集及其在能源转型中的作用
碳捕集、利用与封存(CCUS)正是这类关键技术之一。它通常被称为碳捕集,是指从工业设施捕集二氧化碳排放,并加以再利用或封存,而不是将其释放到大气中。
对于电力、钢铁、水泥、石油和天然气以及化工等高排放行业,碳捕集有望大幅减少其环境足迹,捕集超过90%的二氧化碳排放。
这些行业在能源转型中发挥着关键作用:它们提供世界繁荣所依赖的能源和资源,同时生产用于风力涡轮机和太阳能电池板的低碳钢材,以及氢能和其他可再生能源。
这些重工业实现净零排放并非痴人说梦。国际能源署(IEA)2019年的一份报告对实现《巴黎协定》目标的情景进行了建模,发现碳捕集预计将贡献所需减排量的27%,涵盖水泥、钢铁和化工行业。
这项成熟技术已经应用数十年,但仍面临经济方面的挑战。捕集的碳有望成为收入来源,例如作为合成航空燃料和锂离子电池化学品等产品的原料,但目前这主要还只是潜力。
运营商考虑为现有设施增设碳捕集时,必须平衡可持续发展需求与经济效益。碳捕集最多可能消耗设施三分之一的电力产能,从而推高成本,使碳捕集项目的财务可行性岌岌可危。目前,一些碳捕集设施因这些成本而停止运营。当前市场的急剧升温和通胀带来了更多挑战,资金问题成为释放碳捕集潜力的最大障碍。
尽管面临这些不利因素,仍有三个关键原因表明,碳捕集的未来比以往任何时候都更加光明。
1. 重工业正在拥抱碳捕集的潜力
重工业正在拥抱碳捕集,将其视为切实可行的脱碳路径,并进行大量投资。2021年宣布将建设100多座新设施。海德堡材料是一家全球水泥制造商,正在全球范围内推进八项碳捕集计划。
全球最大的石油公司沙特阿美正在开发一座同类规模最大的碳捕集设施,以支持氢气生产。美洲和欧洲最大的钢铁制造商安赛乐米塔尔则将碳捕集作为一项重要手段,纳入其数十亿美元的投资计划。这三家公司均承诺到2050年实现净零排放。
这些设施正沿着示范设施开辟的道路前进。示范设施捕集的二氧化碳超过预期,同时在可靠性、成本和封存表现方面优于预期,证明其可以经济地运营。运营方正在扩大碳捕集技术的规模,将项目从每天捕集400吨碳的试点扩大到每天最多捕集13,000吨乃至更多。
2. 世界各地的政府都在支持碳捕集
今年夏天,美国通过了《2022年通胀削减法案》,将碳捕集税收抵免提高70%。加拿大正在征集拨款申请,以提高碳捕集技术的可行性,这是其3.19亿美元投资计划的一部分。碳捕集税收抵免也已提议实施。澳大利亚、欧盟、荷兰和英国等政府也推出了类似的激励措施。
然而,尽管这些政府激励措施至关重要,碳捕集的经济模式往往仍面临挑战。
世界经济论坛如何推动能源转型?
能源与材料中心汇聚各方领导者,共同理解重塑能源、材料和工业体系的复杂转型。中心提供一个平台,探讨能源安全、可负担性与可持续发展如何相互交织。
中心通过跨价值链和跨地区的合作,推动各方探索共同路径,帮助合作伙伴围绕切实可行的方案凝聚共识,实现安全、低碳且公平的转型。
3. 行业合作正在打造创新且更具经济效益的解决方案
碳捕集价值链各方已发起联合行动,以前所未有的规模缓解这些资金方面的阻力。价值链上的每个成员不再沿用传统的交易式承包模式,而是通力合作,开发解决方案,推动这些项目向前发展。从业主、技术许可方、工程、采购和施工(EPC)承包商到供应商,各方建立了更高层次的合作伙伴关系。
承包商在项目早期便与业主和投资者合作,探讨如何最好地利用政府激励措施,并帮助落实资金。业主和EPC承包商充分考虑融资要求,通过创新的承包模式共同降低风险,制定切实可行的性能保证和工期条款,以减少过度设计并更好地控制成本。
真正的参与和合作也正在向价值链更下游延伸。EPC承包商和技术许可方在项目早期与材料供应商和分包商合作,探讨材料和设计方面更具经济效益的实施方案。
例如,技术许可方会与管道和泵供应商分享胺的成分。胺是碳捕集使用的一种关键化学品;此举有助于确定最适用的垫片,从而降低成本。这种合作还带来了创新方案,使项目占地面积减少30%,并减少采购和安装所需的材料。
除了降低材料成本,这种前期规划还能形成更完善的设计,降低风险,并消除不必要的应急成本;这类成本往往可高达总预算的30%。由此,私人融资和政府拨款融资的估算都能更加准确,项目也更具经济可行性。
需要哪些条件才能推动碳捕集?
通过行业积极参与、政府支持和创新的供应链解决方案,碳捕集能够克服资金方面的阻力,为实现净零目标提供具有竞争力的方案。这项技术的未来比以往任何时候都更加光明。


