南方电网建鑫成功发起设立南方电网双碳绿色电力基金
06-18
作者|薛小万 编辑 |靖宇在澳大利亚一所大学的实验室里，27岁的博士生尹舟面对着一群人，一个由试管、仪器、线路等组成的实验装置，记录着新的数据结果——简单来说他的目标是研究如何利用二氧化碳提取更多的石油，同时将二氧化碳埋在地下。
利用二氧化碳替代石油的背后是时下非常流行的负碳技术CCUS——碳捕获、利用和储存。
事实上，这项技术并不新鲜。
它在国外已有三十、四十年的历史，但一直在水下。
直到近年来全球气候问题再次被提上可见议程，碳中和已成为人类未来最确定的趋势信号，这为CCUS技术注入了新的动力。
CCUS 正在经历其周期的高潮。
据国际能源署（IEA）称，世界各地的CCUS设施目前每年可捕获超过1万吨二氧化碳，是全球能源转型的四大关键支柱之一。
许多政府、企业、资本也嗅到了机遇，频频加大投资力度。
其中，不乏比尔·盖茨、马斯克等科技大亨下的重注。
尤其是今年上半年，大部分项目融资金额都在1亿美元左右。
那么，CCUS到底是什么，一项“玩转”碳循环的技术？当CCUS被寄予厚望时，它的减碳投资回报率真的如想象的那么好吗？它能在多大程度上兑现承诺？就像硬币的两面一样，尽管CCUS很受欢迎，但对CCUS的质疑却从未停止过。
从空气中“捕捉”一些碳 作为气候问题的主角，二氧化碳在自然界本来就有自己的自然循环系统：工业废气和动植物呼吸产生的二氧化碳，一经吸收就会释放到空气中。
“诞生”之后，这些二氧化碳就会有不同的命运。
其中一些将被森林和海洋吸收，其余的将保留在空气中。
如果把地球大气视为一个碳大账户，那么工业和自然排放的二氧化碳就是该账户的“碳源”，而吸收二氧化碳的过程就是支出的“碳汇”。
所谓“碳中和”本质上要求收支正负平衡，碳源（碳排放）=碳汇（碳吸收）。
按照这一逻辑，实现碳中和的途径不止一条。
如果人类暂时很难减少碳排放源，那么我们可以尝试改变思路，关注等式右边——碳吸收。
然而，森林、海洋等天然碳汇的吸收能力和效果有限。
如果想在短时间内抵消快速增长的二氧化碳排放量，就需要通过技术和工程手段进行干预，将多余的碳“捕获”并以固定方式储存起来。
从而将大气中的二氧化碳减少到净零状态——这就是CCUS负碳技术希望做到的事情。
拆解CCUS的概念可以看出，它是一个技术综合体，整个产业链涵盖二氧化碳排放-捕集-运输-利用-封存，形成一套连续完整的人工碳循环。
CCUS产业链。
｜来源：NIKKAN 从上游来看，可以以电力、化工、水泥等高碳排放行业为源头，利用专业设备直接捕捉这些工业中新增的二氧化碳“增量”生产活动。
或者，它也可以去捕获空气中现有的二氧化碳“库存”。
在中游环节，如果碳利用场景不在捕集地点，则捕集的二氧化碳将被液化、压缩，通过管道、船舶、油轮运输至利用点或储存地点。
其中管道运输成本最低，但严重依赖基础设施建设；油轮更适合短途陆地使用，可运载的二氧化碳量相对有限；相比之下，二氧化碳运输更加灵活，运输距离和运输量不同。
在该领域拥有更多优势是日本、法国等许多国家关注的焦点。
进入下游利用和封存过程后，二氧化碳的实用价值将得到开发，未使用的二氧化碳将被封存于地质结构中。
通常的选择是废弃油气藏或盐碱地。
在整个过程中，碳捕获是首要环节。
在各种工业环境中，最先进、应用最广泛的碳捕获技术是化学吸附和物理分离，它利用二氧化碳与化学溶剂、或吸附剂或新型膜之间的反应来提取二氧化碳。
这种联系通常发生在工业燃烧之后。
在排放端增加一个设备引导废气，然后使用脱碳设施分离二氧化碳。
整个工艺不需要推翻工厂原有的设备，只能在此基础上进行改造和修改。
一般来说，废气中二氧化碳浓度越高，捕集成本越低。
IEA 的数据显示，CCUS 设施每年可捕获近 10,000 吨二氧化碳，用于工业和能源转型目的。
与关注排放源相比，直接从空气中捕获碳听起来更“科幻”，但它确实正在发生。
今年4月，总部位于瑞士的碳捕集初创公司Climeworks完成了6.5亿美元融资，这是碳捕集赛道历史上最大一笔融资，让成立于2008年的Climeworks成为行业明星。
Climeworks 在冰岛建立了世界上最大的空气捕获二氧化碳设施，并将提取的二氧化碳注入地下数米的玄武岩中，将其永久转化为矿物质。
Climeworks 的碳捕获设备。
｜来源：Climeworks官网 他们的这套设备有两个集装箱那么大，看上去就像是一组圆扇。
当风扇集体大规模旋转时，空气被收集到收集箱中，二氧化碳与里面的化学物质发生反应并被保留下来，而其他气体则返回到大气中。
目前，加拿大、欧洲和美国有 18 个直接从空气中捕获二氧化碳的项目正在运营。
碳中和燃起“新火” 在“碳中和”的庞大叙事框架中，与电动汽车、清洁能源、碳管理企业服务等诸多热门绿色赛道相比，CCUS确实算不上一门杰出的科学。
尹舟八年前首次意识到 CCUS。
当时他是大学二年级学生，他的父亲开始从事与 CCUS 相关的工程，主要涉及上游碳捕获。
在尹舟看来，这件事“利国利民，非常有意义”，因此他决定去CCUS攻读硕士和博士。
但从细分来看，他的研究重点与父亲从事的碳捕获不同，而是专注于下游环节的碳利用和封存，然后与石油专业结合起来，即、如何利用二氧化碳提高石油采收率。
（提高采收率）。
“七八年前，人们对CCUS并没有那么重视。
当时他们只是在悄悄研究它，因为它确实不赚钱。
”尹舟明显感觉到CCUS“这两年太流行了”，迎来了行业的春天。
在他的观察中，不少石油领域的微信帖子开始频繁推送CCUS相关文章，不少深耕CCUS多年的业内专家和机构也公开发声。
“这个现象挺有趣的。
”在当前的绿色环保浪潮之前，CCUS一直是一个冷门方向。
技术成本太昂贵，而且没有明确的实际需求和应用场景。
因此，长期以来，CCUS技术一直不温不火、停滞不前。
日本三菱造船公司液化二氧化碳运输示范试验船概念图。
｜来源：三菱重工 全球范围内，第一个碳捕集项目于2001年在挪威诞生，旨在监测和封存海上天然气设施的二氧化碳。
但反响平平，没有可观的经济价值来刺激。
仅靠技术的力量很难实现规模效应。
这也可以从这一概念内涵的演变得到印证。
起初，这项技术被称为碳捕获和储存（CCS）。
直到后来人们才发现，捕获的二氧化碳可以作为工业原料，替代石油、制造化工产品、辅助食品加工。
这些应用场景的出现，让二氧化碳变成了资源。
人们已经看到了该技术潜在的实用价值和经济价值。
原来的CCS也扩展成了CCUS——“利用”成为技术实施和转化的支点。
但这并没有从根本上扭转CCUS不受欢迎的局面。
“因为确实不赚钱，所以很少有人愿意去做。
”尹舟告诉极客公园，很多年前，CCUS真正能赚钱的唯一场景就是开采石油。
这是可以看到经济的少数情况之一。
一个营利的地方。
此次CCUS大受欢迎，联合国气候变化专门委员会（IPCC）发布的《全球升温 1.5℃特别报告》就是一个重要的契机。
报告指出，全球变暖必须控制在1.5℃以内，否则人类将面临严重的气候危机，比如极端高温将更频繁地袭击农业生产和人类健康。
这一目标意味着世界还必须清除数百亿吨二氧化碳。
各国气候政策都以二氧化碳排放为重点，并制定了路线图。
但可以预见的是，仅靠减少碳排放很难实现人类气候目标。
一旦碳减排能力达到顶峰，减少二氧化碳总量的唯一途径就是吸收碳。
数量——负碳技术逐渐受到更多关注。
CCUS 也引起了科技巨头的兴趣。
马斯克斥巨资举办碳清除大赛、比尔·盖茨气候基金投资碳捕集初创公司、数字支付平台公司Stripe与Shopify、谷歌、风险投资公司Lowercarbon Capital合作设立碳捕集基金项目，总金额超过超过12亿美元。
气候目标和资本激励的结合使 CCUS 从过去的边缘学科转变为当今的风险投资热点。
这个行业火了之后，受到了更多的关注，聚集了更多的人和资源。
“这是一件好事。
”但尹舟也表达了一丝担忧：目前的情况和情绪更像是，如果你晚入市，你就会落后于别人。
很多人其实是盲目这样做的，“这是一件坏事”。
”。
技术很棒，但商业却很糟糕。
CCUS 的技术故事很性感，但商业现实却很渺茫。
“不赚钱”一直是CCUS难以出人头地的最大“原罪”。
在高成本和低回报之间，现实需求趋紧，CCUS很难找到可行的商业化路径，一时难以大规模商业化。
CCUS的“贵”贯穿了行业的全过程。
据《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（）》公布的数据，预计到2020年，二氧化碳捕集成本为90元/吨，管道运输成本为0.7元/（吨·公里），封存成本为40-50元/吨。
同时，有机构预测，2020年我国碳市场价格约为人民币/吨。
这意味着通过CCUS工艺减碳的成本高于碳市场价格，对于需求来说更便宜方在市场上“买碳”。
这还不包括项目前期的设备改造、土地购置费用等固定资本投资，以及技术操作过程中的能源消耗。
中国CCUS（）年度报告中的一项数据是，在钢厂安装一座年产能10万吨的二氧化碳捕集和封存设施的成本约为10万美元。
北京航空航天大学经济与管理学院研究员朱雷在接受《能源高质量发展》杂志采访时表示，按照现有技术，每储存一吨二氧化碳大约需要千瓦时的电力。
如果按照年平均工业用电成本0.0元/千瓦时计算，封存1吨二氧化碳的价格成本将再增加1元左右。
在CCUS的各个方面中，碳捕获成本最高。
中金公司发布的研究报告显示，目前国内化工行业CCS技术平均成本约为人民币/吨，其中碳捕集、运输、封存成本分别占56%、19%、24%。
国外CCUS的发展也面临成本困境。
据经纬创投近期发布的碳中和科技研究报告显示，在较容易捕集的工业场景，如天然气加工、煤化工等，捕集成本可控制在20%左右。
-40美元/吨，而对于钢铁、水泥等低浓度二氧化碳排放源来说，捕集成本通常超过60美元/吨，特殊情况下甚至超过1美元。
加拿大的 ACTL 碳运输管道系统长达数公里，耗资 12 亿美元。
｜来源：加拿大行动 如果是从空气中捕获二氧化碳，成本会更加昂贵。
以 Climeworks 为例。
其碳捕获工厂 Orca 成本为 10,000 美元。
现阶段，它每年可以捕获数吨二氧化碳，仅相当于一个美国公民每年的碳排放量，但价格是美元/吨的捕获成本。
事实上，Climeworks融资后的商业化进程并不顺利。
据媒体报道，工厂仅两周后就宣布停产。
官方的解释是“这些机器无法承受该地区的严寒”。
CCUS商业模式之所以难以贯穿，是因为整个产业链覆盖了上下游多个环节。
产业链较长，涉及不同行业企业之间的协调、合作和利益分配。
商业可行性取决于整个系统能否实现大规模产业化运行。
短期来看，CCUS确实不是一个赚钱的生意，但也有人认为，现阶段的CCUS就像10多年前的光伏行业——成本高，但长期对行业有利，需要更多政策以及财政支持和耐心。
未来CCUS的成本降低可能??主要依靠技术突破创新和规模效应。
无论如何，找到另一条实现碳中和的途径总是一件好事。
真正的问题是如何理性看待和发展CCUS。
CCUS更多的是一种辅助备用技术，可以为碳减排争取更多的时间，特别是在清洁能源还无法取代传统化石能源的主导地位的情况下。
但如果轻视减排源头，无论我们在碳吸纳的“最后一公里”跑得有多快，无论我们的姿势有多漂亮，都无法在规定的时间内冲过终点线。
。
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