碳捕集技术的未来是什么?- 华尔街日报
Bart Ziegler
在碳捕集中,二氧化碳被从化石燃料中夺取,然后再进入大气层。图为位于艾伯塔省埃德蒙顿附近的壳牌Quest碳捕集与储存设施。照片: Jason Franson/Bloomberg新闻正在进行重大努力来减少二氧化碳排放,这种气体是全球变暖的主要原因。一个关键目标是摆脱在发电和其他工业过程中使用石油、天然气和煤炭,这些过程会释放二氧化碳作为副产品。
但另一种策略,仍处于早期阶段,是在化石燃料中捕集二氧化碳,然后将其储存在地下。到目前为止,这项技术涉及使用化学物质吸收尾气中的碳,成本高且能耗大。此外,已批准的储存地点很少。但一些专家认为,需要采取这种方法来实现减碳目标。
还有人说,碳捕集是一种浪费时间的行为,与更快地转向不会首先产生污染物的绿色能源无关。
《华尔街日报》邀请了三位专家讨论碳捕集与储存(CCS):麻省理工学院土木与环境工程教授查尔斯·哈维(Charles Harvey)、总部位于波士顿的环保组织清洁空气任务组织全球碳捕集总监本杰明·朗斯雷斯(Benjamin Longstreth)以及哈佛大学科学史教授兼地球与行星科学兼职教授娜奥米·奥雷斯克斯(Naomi Oreskes)。
以下是我们在线进行的对话的编辑摘录。
大局观
WSJ: 捕获碳是否有必要来应对全球变暖?
NAOMI ORESKES: 将碳捕获并储存在地下的想法显然很有吸引力。如果我们能在经济上做到这一点,同时逐步淘汰化石燃料,以便停止为问题增添负担,那将是很好的。但这并不是正在发生的事情。
Naomi Oreskes正在发生的是美国政府为已经得到大量补贴的化石燃料行业创造了一个巨大的新补贴,即45Q碳捕获税收抵免。这些抵免主要流向那些明确目标是继续使用化石燃料的化石燃料公司。它们正在帮助支撑一个需要看到太阳落山的行业。
在未来,碳捕获和储存很可能会成为解决和可能理想情况下逆转气候变化的解决方案组合的一部分。但现在,它正在转移人们的注意力,使人们忽视了迫切需要逐步减少,最终或多或少淘汰碳污染的化石燃料。
WSJ: 本,碳捕获是否是在很大程度上使化石燃料公司受益的一种转移?
BENJAMIN LONGSTRETH: 碳捕获的激励并不是一种补贴。公司继续提取和销售化石燃料是因为人们对其产品的持续需求,而不是因为国会通过了用于污染防治的税收抵免。碳捕获的激励也不是以牺牲对风能和太阳能的投资为代价的。
相反的情况才是真实的。我们之所以能够通过可再生能源的激励措施,是因为这些措施与碳捕集和核能的激励措施捆绑在一起。不同的选民支持碳捕集、可再生能源和核能。
为了最大限度地提高我们实现脱碳目标的机会,我们需要一个广泛的脱碳工具组合,而碳捕集是其中的关键部分。
WSJ: **查理,我们是否需要将碳捕集作为应对全球变暖的工具之一??
查尔斯·哈维查尔斯·哈维: 15年前,我是一家致力于碳捕集和储存的公司的一小部分。我们成功地向投资者推销了碳捕集与储存是一种成熟的技术,提供了削减工业排放成本最低的方式。在接下来的5年里,我们蓬勃发展。但是后来可再生能源和能源储存的成本急剧下降。到了2014年,我们无法诚实地声称碳捕集与储存是减少排放的良好选择。
在过去的15年里,数十亿纳税人的钱被浪费在了未能向地下注入任何碳的碳捕集与储存项目上。几乎所有被封存的少量碳都用于增强采油,这是一种将二氧化碳注入油田以迫使更多石油流出的过程。
WSJ: 本,你是否同意纳税人的钱在碳捕集与储存项目上被浪费了?至于迄今为止大部分碳捕集与储存都被用于增强石油提取的事实呢?
**LONGSTRETH:**政府支持在推动新的气候技术方面发挥着关键作用。这对可再生能源和电动汽车都是如此,对碳捕集也是如此。这是因为早期项目存在风险。
重要的是,大部分用于碳捕集的资金,即45Q税收抵免,是一种生产税收抵免——只有在捕集和储存碳污染时才会获得奖励。其设计固有地防止了浪费纳税人的钱。
至于增强油田采收,最近碳捕集方面的几乎所有活动都集中在不涉及增强油田采收的碳地质储存上。新的碳捕集项目如果使用增强油田采收,捕集的二氧化碳很可能会取代目前从天然地下储集中开采的二氧化碳。
目标行业
WSJ: 难道有些行业碳捕集和储存可能是减少其二氧化碳排放的唯一实际途径吗?
本杰明·朗斯特雷斯LONGSTRETH: 我们需要碳捕集来使水泥、钢铁和化工加工脱碳。在制造水泥时,60%的排放是过程排放,这意味着无论你如何加热用于制造水泥的石灰石,排放都会发生。换句话说,即使我们尝试使用不同的燃料,我们也需要碳捕集来使制造水泥的过程脱碳。
许多其他工业过程涉及释放CO2的化学反应作为产品制造过程的固有部分。也许最终会有办法以不造成污染的方式大规模制造这些产品,但与此同时,我们将排放过多的碳 - 我们应该尽可能地使用碳捕集来去碳化。
HARVEY: 钢铁提供了一个明显的例子,说明对不产生二氧化碳的技术进行碳捕集补贴会削弱这些技术。钢铁难以去碳化,因为传统方法需要高温并使用焦炭。私人资本正在流向零碳解决方案。如果我们大规模补贴钢铁的碳捕集,我们将阻碍那些不产生CO2的有前途的技术。
LONGSTRETH: 看,不幸的是污染远远超出了我们的需求。我们可以利用碳捕集来减少钢铁厂的污染,今天仍将有大量机会让新技术进入未来的低碳钢市场。利用碳捕集来减少污染今天不会阻碍有前途的技术。
储存问题
WSJ: 捕集的二氧化碳将被储存在哪里?注入地下后,是否有无泄漏和永久的地方来存放气体,这种气体在注入地下时会变成液体?
LONGSTRETH: 是的,有地方可以安全地储存捕集的二氧化碳。其他液体如石油和天然气已经在地下存放了数百万年,这表明液体可以在地下保持那么长时间。我们知道特别是二氧化碳可以在地下保持数千年,因为大量的原始CO2已经被困在地下数百万年。
美国环保局对二氧化碳地质储存的规定要求对地质进行仔细分析,以证明注入的二氧化碳将会留在地下,并进行广泛的监测以证明实际情况。
在美国,我们已经向地质构造注入了超过十亿吨的二氧化碳以增强石油和天然气的提取。尚未有记录的二氧化碳泄漏到地下饮用水源的案例。
ORESKES: 查理和我都是地质学家,我认为我们可以很有信心地说,没有所谓的“永远不漏气”的地方来永久保存气体。
储存的明显建议是枯竭的油气田。但枯竭的油气田并不同于原始油气田。它已经被井穿孔,这本质上是通向地表的短路。这些井将被封闭,但我们从石油和天然气行业超过100年的经验中知道,井会泄漏。
而二氧化碳并不同于石油。因此,一个安全保存石油数百万年的储层不一定能安全地储存二氧化碳。
本说没有“有记录的二氧化碳泄漏到地下饮用水源”的案例。但目前监测是否足够来检测泄漏还不清楚。
管道问题
WSJ: 让我们讨论如何将捕获的碳输送到储存地点。目前没有足够的管道来实现这一目标。
**哈维:**现有的管道用于将地质二氧化碳输送到增强油田。我们需要为工业来源建立一个新的网络。成本太高,社区的抵制非常激烈。通过风能、太阳能、储能、电动交通、热泵、改善农林业实践、建筑隔热、提高效率、停止甲烷泄漏和改善电网,排放将更有效地减少,成本更低。
**朗斯特雷斯:**美国已有超过5000英里的二氧化碳管道。这些管道已经运行了50年。我们将能够建造我们需要的额外管道,并且可以谨慎地进行,并与社区进行强有力的合作。
我们依赖的所有脱碳技术都需要大量基础设施建设。为了实现我们的气候目标,我们需要建设这些基础设施,无论是输电线路还是二氧化碳管道。
**奥雷斯克斯:**我不认同本的乐观观点。公众对管道的抵制因多种原因而急剧增加,包括我们近年来见证的对部落权威、地方治理和私人财产权的严重侵犯。
**朗斯特雷斯:**娜奥米说得对,对管道的抵制已经增加。这主要是针对运输化石燃料的管道的反对。但在大部分情况下,我们已经能够建造我们需要的管道。美国已有超过200万英里的燃料管道。我们只需要建造其中的一小部分来进行碳管理。
WSJ: 查理认为建设二氧化碳管道成本太高,谁会为此买单?
LONGSTRETH: 二氧化碳管道和地质储存的成本并不是禁锢的。能源部最近估计,建设和运营管道的成本可以低至每吨二氧化碳运输5美元,适用于多个碳污染源共享长管道的情况。这是一个污染行业可以轻松支付的成本。
而且在许多情况下,储存地质与污染源相邻,因此只需要短距离甚至更便宜的管道。如果我们在查理偏爱的工具旁边加入碳捕集,脱碳的整体成本将会更低。
联邦援助
WSJ: 最近联邦立法中数十亿美元用于碳捕集的资金会改变碳捕集的前景吗?还是会导致浪费?
LONGSTRETH: 两党基础设施法和通胀削减法中的资金将大力发展碳捕集产业。在水泥、钢铁和发电厂等一系列行业部署碳捕集至关重要。这些早期项目可以帮助消除首次风险并降低成本。
估计表明,现有的激励措施应该能够在2030年前实现每年1亿吨的碳捕集,甚至可能达到每年3亿吨。这种部署水平将使我们能够实现联合国气候变化政府间专门委员会和国际能源署确定的雄心勃勃的目标。
ORESKES: 我担心45Q税收抵免将会比浪费更糟糕。按照目前的写法,这项抵免帮助延续了化石燃料行业,并造成了一个错误的印象,即该行业的碳捕集与封存项目是应对气候变化的解决方案。
WSJ: 那么对于早期的大气碳捕集技术,也就是所谓的直接空气碳捕集,您怎么看?这种成本高昂且能耗大的技术能够变得可行吗?
HARVEY: 自然过程会从大气中去除大部分排放物。如果没有这些吸收过程,我们的情况会糟糕得多。然而,我们可能仍需要去除更多的碳。然而,通过直接空气碳捕集每吨CO2的成本高达500美元或更高是荒谬的。这意味着每加仑汽油燃烧产生的CO2清理成本高达6美元。
ORESKES: 减缓并最终停止破坏性气候变化的唯一方法是停止向大气中排放更多碳污染物。然而,假设我们能够稳定然后减少碳排放——这是一个很大的假设——那么总有一天我们可能会尝试修复部分损害。这意味着需要从大气中去除CO2。因此,我希望看到联邦资助一个重大项目以降低成本。
LONGSTRETH: 是的,去除二氧化碳是可行的。但从烟囱中捕集碳几乎总是比从大气中捕集更便宜,因为二氧化碳的浓度比大气中高出许多倍。因此,我们需要通过碳捕集与封存以及其他一切可用的手段尽快削减碳污染。
Bart Ziegler是前《华尔街日报》编辑。可以通过[email protected]联系他。
出现在2023年11月30日的印刷版上,标题为“碳捕集技术的未来是什么?”。