气候专家称,碳捕获与封存对于将全球升温控制在1.5摄氏度至关重要。
根据世界经济论坛《2023年全球风险报告》,气候紧急状态是未来十年全球面临的五大最严重风险的驱动因素。政府间气候变化专门委员会(IPCC)警告称,仅靠减排并不能使我们在2050年之前实现净零排放。加速碳捕获与封存对于将全球升温控制在1.5摄氏度至关重要。
如果我们要应对气候紧急状态,就必须将人类产生的二氧化碳排放清零。但科学家们质疑我们是否能迅速停止排放。因此,人们正在竞相寻找新方法,将大气中的二氧化碳转移并安全储存起来。
2023年3月,联合国秘书长奥古特雷斯敦促富裕国家集中资源,利用“可靠且实惠的技术”在2050年前实现净零排放的目标。
古特雷斯提到的技术之一就是碳捕获与封存(CCS),政府间气候变化专门委员会(IPCC)称其是实现净零排放一项必不可少的解决方案。
“至少要以某种手段转移二氧化碳,也就是说,目前尚无研究表明仅靠大幅减排就能实现绝对零排放,甚至零二氧化碳排放。”
CCS项目目前每年储存近4500万吨二氧化碳,约等于1000万辆乘用车的排放。
以下是这一技术的工作原理、优缺点以及其重要性。
什么是碳捕获与封存?
根据麻省理工学院气候门户网站所述,碳封存与捕获是一种应对气候变化的技术手段,其通过减少二氧化碳的排放来实现。该技术可以在化石燃料燃烧产生二氧化碳之前捕获该气体,并将其压缩成类似液态的物质,然后通过管道输送至储存地点。目前,大部分捕捉到的二氧化碳都被注入到地下深处。
据麻省理工学院表示,这一技术过程形成了一个“闭环”,碳以化石燃料形式从地下开采,然后以二氧化碳形式重新回归地下。
其他碳捕捉方式
并非所有的碳固定都直接从工业废气中提取二氧化碳。
植物能源:植物可自然地吸收和贮存大气中的二氧化碳。生物质(植物材料)燃烧于电厂,其所产生的二氧化碳被捕集和贮存,这种过程被科学家称为“负排放”。
在爱尔兰,Carbon Kapture公司正在使用海藻肥料来捕获二氧化碳并将其输送到地面。
该企业的目标是在2024年底实施一项海藻绳栽培计划,计划种植长度达到100万米。这些海藻将在转移海水中的二氧化碳方面发挥重要作用。继而,通过类似木炭生产的方法对海藻进行加热,最终生产出生物炭肥料。
Carbon Kapture的共同创始人Howard Gunstock在新领导者年会上接受论坛采访时表达了他们的愿景:“我们的目标是建立一个循环生态的商业模式,充分利用自然资源来帮助修复气候变化所带来的不平衡。”
Gunstock指出,海藻是“自然界最有效的二氧化碳吸收方式之一”,因为海藻的碳捕获速度比树木快30倍。当将海藻转化为肥料时,捕获的碳就能被安全地封存在土壤中。
英国、新加坡、纽芬兰和塞舌尔与伙伴研究展开类似方案。
我们需要多少碳储量?
最近,英国公布了一个耗资2千万美元的计划,旨在开发碳捕捉系统。该计划的目标是从能源密集型工业中捕捉二氧化碳,然后通过船只或管道将其输送到海底干枯的油气田中进行离岸储存。
据官方数据显示,为了在2050年实现净零排放,仅英国每年需要捕捉和储存5000万吨二氧化碳。然而,该项目的第一阶段仅预计每年储存500万吨二氧化碳。
为了在本世纪剩余的时间内将全球升温控制在1.5摄氏度以内,IPCC指出需要捕捉和储存数量在1亿到10亿吨之间的二氧化碳。
批评家怎么说?
然而,碳捕获与封存(CCS)技术是否能够真正实现净零排放还存在争议。许多评论者指出,与仅仅转用可再生能源相比,该技术的成本更高。一份2022年发布的报告指出,全球失败的碳捕捉项目多于成功的项目。
大部分碳捕集与储存(CCS)项目事实上旨在促进更多化石燃料的开采。这些项目采用将二氧化碳注入油田的方式来提高油气产量,这一点被能源经济与金融分析研究所(Institute for Energy Economics and Financial Analysis)所指出。
如何扩大碳捕捉规模?
为了实现国际能源机构(IEA)的目标,需要新建70至100座工业碳捕捉工厂,造成了巨大的经济负担。根据托尼·布莱尔全球变化研究所(Tony Blair Institute for Global Change)的估计,这些工厂的建设预计每年将耗资6650亿至1.28万亿美元。
尽管大型工业公司有资金能力支持一系列工厂的碳捕捉项目,但该研究指出,政府需要发挥主导作用,为此还需创新融资工具,如绿色债券等,加以支持。
全球碳捕获与封存研究院(Global CCS Institute)是一家倡导应用碳捕获技术的智囊机构。该机构指出,目前全球已有30个运营中的碳捕获项目,另外还有11个正在建设中,并且还有153个处于开发阶段。
研究院首席执行官Jarad Daniels指出:“若无碳捕获与封存技术,共同的气候目标几乎无法实现。近年来,各国和公司皆表现出更加雄心勃勃的态势,然而若要保持地球适居的气候条件,则必须将这种雄心转变为紧迫、广泛且大规模的行动。”
先行者联盟(FMC)也非常赞同此观点。FMC是一个全球性的企业联盟,致力于协助那些难以削减碳排放的行业(如航运、卡车运输、航空、钢铁、水泥和混凝土等)减少排放量。
FMC成员已保证投资逾150亿美元购入清洁技术,例如CCS技术。通过此类购买,甚至高价购买,FMC成员向制造商传达了明确的信号,希望在这些领域加大投资和创新力度,同时也消除了转向更环保方法时制造商面临的某些风险。
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