二氧化碳利用能否推动碳捕集规模扩大?

Carbon capture will be a crucial element to achieving global decarbonization.
Carbon capture will be a crucial element to achieving global decarbonization.Image: Freepik.com
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  • 目前,全球已公布的碳捕集能力中,涉及利用的不到5%。

  • 二氧化碳利用或可改善碳捕集的经济性,但仍面临重大障碍。

  • 本文概述看多与看空两种观点,探讨阻碍这种潜在有用资源再利用的因素。

理论上,利用捕集到的二氧化碳(CO2),而非仅仅将其封存,应能改善碳捕集项目的经济性,推动其推广。然而,目前全球已公布的碳捕集能力中,涉及利用的不到5%。

那么,是什么阻碍了这种潜在有用资源的再利用?

碳捕集为何重要

大力推进碳捕集、利用与封存(CCUS)将是实现全球脱碳的关键,这一进程的时间安排需要与最大限度减少气候变化影响的目标相契合。在我们的基准情景中,全球变暖路径对应升温2.5C,到2050年,每年需要通过CCUS和工程化二氧化碳移除实现20亿吨减排。

与此同时,在我们的2050年净零情景中,假设到2100年全球变暖幅度回落至1.5C以下,这一数字将升至每年70亿吨(见下图)。

在净零情景下,到2050年需要超过70亿吨的碳捕集能力。

利用为何重要

遗憾的是,目前的激励措施不足以推动部分行业广泛采用碳捕集与封存(CCS)。除政府支持外,项目开发商还需要其他方式增加收入、改善项目经济性。

潜在的收入来源包括产生碳信用(在自愿或合规市场出售二氧化碳移除量)和产品溢价。然而,绿色溢价和碳移除的成熟市场尚未形成规模,而且无论如何都将高度难以预测。

另一种选择是通过销售或转化二氧化碳获得收入。二氧化碳可用于多种用途,例如生产电制燃料。如果二氧化碳利用途径能够具备竞争力,就能为项目带来可持续的长期收入,支持扩大CCS和二氧化碳移除(CDR)的部署——即任何用于实现从大气中净移除二氧化碳的技术。

看多观点

理论上,通过建立大型二氧化碳商品市场,利用有望推动碳捕集部署扩大:

  • 矿化与植物协同投料:包括转化为高纯度石灰石和植物协同投料在内的途径,在技术上已相当成熟,成本也能与传统方法竞争。

  • 电制烃类生产:二氧化碳转化为烃类的途径有助于弥补生物燃料原料供应有限的问题,为航运和航空提供可直接替代传统燃料的燃料。

  • 替代大宗商品:在低排放工艺中使用捕集到的二氧化碳,可替代通过高排放工艺生产的大宗商品,进一步减少排放。

  • 向现有生产装置协同投料:甲醇生产等传统工艺提供了协同投料的机会,可在资本支出极少的情况下,有针对性地实现生产脱碳。

看空观点

尽管捕集到的二氧化碳有多种潜在用途,但这些用途未必能与其他CCS收入来源和传统制造业竞争:

  • 潜在规模有限:全球潜在的地下二氧化碳封存能力接近15万亿吨,远超利用途径的潜力。

  • 政策支持处于劣势:与封存相比,利用获得的政策支持较弱;目前,欧盟是唯一立法规定二氧化碳利用义务的地区,而且该规定仅涵盖航空电制燃料。

  • 成本问题: 电制燃料途径尚不成熟,依赖昂贵的绿色氢能和可再生电力;预计到2040年,电制燃料都无法在价格上直接与传统燃料竞争。

  • 市场尚不成熟:脱碳大宗商品尚未实现规模化商业化;脱碳产品的价格溢价能否抵消更高成本,仍不确定。

  • 协同投料的局限:通过二氧化碳协同投料以低成本实现部分脱碳是可行的,但要实现生产完全脱碳,成本高昂,且适用范围和规模有限。

总的来说,若要让二氧化碳成为推动碳捕集广泛部署的有效手段,原料和技术成本下降以及强有力的政策激励措施至关重要。

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