众所周知,鉴于气候变化有可能造成的灾难性影响,我们不能再继续向大气中释放大量的二氧化碳了。但问题是全球各国对化石燃料仍有依赖,且未来十年这种依赖很有可能还将延续下去。所以,如果人类仍将继续排放大量的二氧化碳,但同时我们又都认为不应该让这些二氧化碳进入大气层,那应该怎么处理它们呢?
把二氧化碳视为有价值的商品而非废品,会让问题看起来简单很多。但碳利用在商业上可行吗?
IEA:中国三分之一煤电机组适合CCS改造
这就意味着捕集的二氧化碳会用于开采更多的石油和天然气……这显然不能解决气候变化问题。
CCU有前途吗?
但有一些方法或许能够更好地利用捕集所得的碳。通过碳捕集与利用(CCU),二氧化碳能够用于制造有用的产品,而不是用于提高石油和天然气的采收率,从而有望不释放更多的二氧化碳。
目前主要的捕集与利用手段包括将二氧化碳用于碳酸饮料制作;二氧化碳矿化;加速硅酸盐岩石风化,形成碳酸盐,获取聚合材料;合成甲醇、尿素及二甲醚;生产肥料、液体燃料、聚碳酸酯及聚氨酯聚合物;制造干冰及灭火器。但这些CCU技术大多只能“困住”二氧化碳一时,并不能根本缓解气候变化。
目前尿素生产的二氧化碳利用量最大,每年约利用1.32亿吨,使用这种方法生产得尿素二氧化碳,约占CCU市场份额的一半。但它却是所有CCU技术中二氧化碳利用增长率最缓慢的(每年5%),原因在于尿素的生产工序十分完备,工厂只有在需要更换用新的设备替换老旧设备时才用得上CCU技术。
2013年以来,微藻生物柴油生产中的二氧化碳利用量年增长率惊人,增长率超6000%;碳酸盐和聚碳酸酯生产中的二氧化碳用量也飞快上涨,增长率达3000%。这些数字听起来很高,只可惜这三项技术仅占CCU市场的1%。只有将捕集的二氧化碳用于替代来自化石燃料的原材料,CCU技术才能得到更好利用,创造最佳收益。
为了将全球气温升高幅度控制在工业革命前2摄氏度的水平内,全球每年需要削减420亿吨二氧化碳排放(从现在起到2050年共削减8000亿吨)。
如图1所示,从长期来看,通过CCU技术封存的二氧化碳量仅占计划减排量的0.5%(到2050年总计只有38.6亿吨)。
因此总的来说,CCU只会拉走对CCS等真正有利于实现减排目标的技术的投资和推广,不应被视为是一种减少二氧化碳排放的方法。
得出这一结论的依据在于,CCU技术总的来说不能长期封存二氧化碳,并且其市场规模近来虽有所增长,但潜力有限。
谁能成为全球CCS领头羊?
鉴于CCU对我们实现全球减排目标的贡献有限,各国政府必须专注发展CCS及其他缓解气候变化的技术。中国是全球最大的二氧化碳排放国,也极有可能成为全球CCS技术的领导者,从而有助于鼓励英美等国在发展CCS方面做出更大努力。
2050年的全球主要气候目标已经定下,而设计建造新的CCS工厂得花上10年时间,如果想让CCS技术实现大幅减排,必须立刻开始行动。
为了营造一个二氧化碳零排放的世界,各产业部门必须大力转变自身的业务流程和经营方式,各国也必须以《巴黎协定》对二氧化碳减排行动的要求为基础出台监管政策。
由于CCS项目的启动需要大量初始投资用于管道和运输基础设施的建设,政府必须提供经济支持,并进一步保证开展CCS项目的厂商在全球市场上的经济竞争力,让经营者们安心。
目前公认的激励方法是建立碳定价机制,通过对二氧化碳排放收费来抑制排放大户,激励绿色企业。中国(与德国合作)已在国内五大城市和两个省份开展碳交易市场(ETS)试点,为2017年启动全国碳交易市场做准备。
相反地,欧盟碳排放交易体系虽然出发点良好,却因运营方式不当,没能很好地促进产业脱碳,反而导致一些产业的二氧化碳排放量出现增长。为了在减少二氧化碳排放的同时保证经济可持续发展,不给国家经济造成不利影响,各国必须就二氧化碳定价达成协议,或推出一套完整的替代系统。
解决之道
要想解决减排问题,发展CCS技术是各国政府很好的选择,但需要大量的资本投资。国家必须出台配套政策降低工业企业因配备昂贵的CCS技术而在全球市场上失去竞争力的风险,而不是助长其风险。
要使用CCU技术,就必须保证它能够直接代替由化石燃料制成的二氧化碳(如传统尿素生产工艺),且不会比碳捕集前排放更多二氧化碳。
从目前全球的政治和经济政策来看,二氧化碳商业利用的成功案例似乎仅限于提高油田和气田的采收率。但各产业必须考虑到二氧化碳利用过程的整个生命周期,避免出现因“绿洗”而造成更大破坏的情况,这一点至关重要。
翻译:金艳