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全球碳捕捉:编队扩容与瓶颈破解

日期:2021-02-01    来源:国际金融报

国际节能环保网

2021
02/01
10:00
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关键词: 碳捕捉 碳排放 碳减排

“对于碳捕捉来说,目前商业模式尚未成熟,融资难度与商业风险不言而喻。为此需要在政策层面加大财政补贴、税收优惠等支持力度,廓清市场的赢利方向,导引企业建立起充分的投资信心。”

特斯拉CEO马斯克日前对外发布消息称,将捐出一亿美元用于奖励最佳碳捕捉(Carbon Capture,简称“CC”)技术的开发。“世界首富”垂青于碳捕捉,无疑让CC所承载的全球性公益成色更加靓丽与厚重,同时也会在一定程度上哄热正在升温的碳捕捉技术与商业赛道。

人类生存周边的二氧化碳(CO2)分布浓度远超想象。尽管2020年由于新冠疫情大流行导致全球CO2排放总量比前几年下降了7%,但2021年排放量将很快回到大流行前的水平。碳浓度的上升正在加剧全球气候变暖、海平面上升,海洋和陆地将不同程度地受到影响。因此,作为减碳限排的国际性法律文件,《巴黎协定》明确规定了自2021年开始全球实现“零排放”的目标,即到本世纪末将全球气温升幅控制在2以内,并努力将气温升幅控制在1.5以内。

目前来看,碳中和是全球范围内追求CO2零排放的最主要途径,说得通俗点就是人类在一定的时间周期内所排放的CO2和消减的CO2是等量的,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卖方(排放者)向卖方(减排者)支付交易对价,从总量上完成减排。

碳捕捉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CO2也能够被碳捕捉技术收入囊中。当然,碳捕捉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(Carbon Store,简称“CS”),二者的连贯性组成了CCS(碳捕捉与封存)概念。照目前的技术,被捕捉的CO2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。国际能源署的分析报告指出,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%。

其实,CCS也不能代表碳捕捉技术的全部。对于捕捉到的二氧化碳,还可以进行商业化开发,由此延伸出了CCUS的概念,即二氧化碳的捕捉、封存与利用,比如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),也正是如此,美国、瑞士、加拿大等国出现了许多的碳捕捉工厂,它们将捕捉到的CO2卖给一些能源公司,从中获取不菲的碳价值(C2V)。国际市场研究机构Markets and Markets的研究称,2020年全球CCSU市场规模达到了16亿美元,2025年将达到35亿美元,年复合增长率达到17%。

目前,更多的企业也像特斯拉一样加入到碳捕捉的阵营中来,其中壳牌在加拿大投资建成了奎斯特碳捕捉和封存项目以及长达240公里的CO2运输管道,每年可捕捉和安全埋存100余万吨CO2;美国西方石油公司正在得克萨斯州二叠纪盆地开建全球规模最大的从空气直接捕获二氧化碳的工厂,目标是每年捕获最多100万吨的二氧化碳,而埃克森美孚则宣布未来10年将投入一亿美元与美国能源部的两家实验室合作,扩大碳排放技术的商业化规模。此外,高盛、富国银行对外宣布,对于新建或扩建燃煤电厂计划,若没有安装碳捕捉技术者,一律不予金援。

但是,早在10年前,国际能源署就发布过一张路线图,指出到2020年实现100个大型CCS项目才能有助于实现“零排放”的目标。另外,全球碳捕集与封存研究院(GCCSI)指出,要满足大气温度不高于2情景,2050年碳捕捉对全球碳减排的贡献需占到12%,相应地至少需要6000个CCUS项目。现在看来,不仅与碳捕捉项目的阶段性目标相距甚远,而且完成未来CCUS基础设施建设任务也同样不易。

投入与运营成本是一直困扰碳捕捉的最重大瓶颈。根据麻省理工大学发表的一份报告,捕捉每吨二氧化碳并将其加压处理为超临界流体要花费25美元,将一吨二氧化碳运送至填埋点需要花费5美元,装置二氧化碳的罐每吨20元,掩埋二氧化碳每吨需要30美元,再加上人工、车辆以及管道铺设等费用,捕获一吨二氧化碳最高成本超过640美元,不仅如此,对于燃烧化石燃料的企业来说,围绕碳捕捉所进行的技术设备改造同样花费巨大。成本抬高不仅抑制了碳捕捉项目的前期投入与后期规模扩大,也放慢了大规模商业化的进程。为此,国际能源署呼吁,为了让碳捕捉技术成为对抗气候变化的中坚力量,各国政府和相关行业仍需在政策支持、政府资助、企业投资、技术改进和成本削减方面付出更多努力。

市场比较成本同样是掣肘碳捕捉步伐的重要原因。一方面,相对于风电、太阳能等新能源而言,碳捕捉成本要高出很多,很多企业更愿意投资碳中和项目,本已稀缺的碳捕捉项目资金因此更显不足;另一方面,英国帝国理工学院以及美国斯坦福大学的研究团队发现,碳捕捉技术只有在特定条件下才有可能达到所需的部署规模,包括油价高于每桶85美元,碳税水平到2050年能提高至每吨二氧化碳75美元以上,但目前油价和碳税所处的水平显然并不足以让碳捕捉技术到2050年实现大规模部署。

政策导向不清晰是碳捕捉的又一大客观约束。一方面,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。对于碳捕捉来说,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。为此需要在政策层面加大财政补贴、税收优惠等支持力度,廓清市场的赢利方向,导引企业建立起充分的投资信心。


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