碳捕集：有关部署气候技术的问题得到解答 - 彭博社
Michelle Ma
南非姆普马兰加的Eskom Holdings SOC Ltd. Arnot燃煤发电站。碳捕集技术可以帮助减少污染发电厂的排放，但由于这项技术在规模上基本未经验证，它也可能延长这些发电厂的寿命。
摄影师：Waldo Swiegers/Bloomberg碳捕集技术正处于风口浪尖。
雪佛龙公司等公司正在开发从烟囱中捕集二氧化碳的技术，而微软公司等公司正在投资于从空气中清除温室气体的初创公司。
政府和气候活动人士正敦促公司消除它们的排放，但人们怀疑太阳能、风能和电池是否能单独做到这一点。特别是美国一直致力于推动碳捕集技术的发展，得益于能源部对该技术的数十亿美元投资和《通货膨胀减少法案》中为项目开发者提供的有吸引力的税收抵免。越来越多的科学研究也表明，未来几十年世界需要在相当大的规模上捕集碳，以将全球变暖控制在1.5摄氏度以内。
然而，尽管碳捕集技术势头强劲，减碳需求日益增长，但这项技术也引起了越来越多的反对声音。特别是化石燃料行业的参与引发了人们对碳捕集技术可能被用来延长石油和天然气开采的担忧，从而危及气候，而非保护气候。成本也可能限制其效用，人们也质疑这项技术是否能够首先扩大规模。
这些紧张局势去年在石油丰富的阿拉伯联合酋长国举行的COP28气候谈判中处于中心位置，技术是峰会协议的核心支柱。在未来几年，世界将不得不决定碳捕集是否可以负责地部署，以及如何处理二氧化碳。
何时应该使用碳捕集？
机器使用碳捕集有两种主要方式。所谓的点源碳捕集和储存（CCS）在工业厂房等地点的烟囱处捕集二氧化碳。其他技术则从大气中已经排放的二氧化碳中提取，这个过程称为直接空气捕集（DAC）。
点源可以部署在石油、天然气和重工业设施。但研究显示，这种情况对气候有益的用例相当有限。
“碳捕集的真正用途是解决无法处理的难以减排的排放物，”气候研究非营利组织清洁空气任务组织的碳储存经理本·格罗夫说。
其中一个难以减排的行业是水泥，占全球排放的约8%。尽管水泥生产过程的部分环节可以电气化，但一些二氧化碳排放“是这个过程的基本组成部分，”圣母大学可持续能源政策副教授艾米丽·格鲁伯特说。
像Brimstone这样的初创公司正在致力于水泥脱碳，但大多数清洁水泥的技术还远未准备好进行大规模商业化。
“除非你能找到水泥的替代品或者大幅不同的配方，否则在不使用类似CCS这样的东西的情况下，是无法避开这些排放的，” Grubert说道。
炼钢是另一个几乎没有立即脱碳途径的工业过程。虽然初创公司和老牌企业正在寻找生产世界上最常用的金属的方法而不产生排放，但成本很高，而且该行业需要迅速减排。
在某些情况下，对一个新的钢铁厂进行碳捕获技术改造可能比追求其他途径（如电气化）更有意义，这是根据BloombergNEF的分析得出的结论，该分析发现这样做到2050年中期可以减少多达6亿吨二氧化碳排放。
科学表明，当可用的替代能源等选择readily available时，CCS基本上不应该被使用。然而，石油和天然气行业是CCS的最大支持者之一，各公司正计划为发电厂和炼油厂安装碳捕获技术。迄今为止，这对该行业来说证明是具有挑战性的，但IRA税收激励措施已经重新激起了人们的兴趣。该行业认为这是一种可能继续增加石油和天然气产量的方式，包括计划利用捕获的二氧化碳来 提取更多的化石燃料。
有些情况下，根据能源部化石能源和碳管理办公室的首席副助理部长詹妮弗·威尔科克斯（Jennifer Wilcox）的说法，CCS可以在现有的化石燃料发电厂上负责任地使用。她举例说明了新的天然气发电厂，根据彭博新能源财经（BloombergNEF）的数据，2022年美国新增了近5.7吉瓦的新装机容量。天然气在2016年超过煤成为美国的主要电力来源，并占据了该国近44%的电力生产。
“它们为社区提供了稳定性和可靠性，”威尔科克斯说道。“当它实际上还没有准备好退役时，你不希望剥夺这种可靠性。”
但是多条研究线索表明，这可能在经济上是不合理的。Grubert在2020年的一项研究发现，美国四分之三的发电厂将在2035年前准备好退役。非营利组织能源经济与金融分析研究所（Institute for Energy Economics and Financial Analysis）的一份3月报告发现，使用CCS进行发电可能使电力更昂贵，与包括可再生能源加储能在内的替代方案相比。《自然能源》（Nature Energy）于2019年的一项研究显示，可再生能源在成本上胜过碳捕集。
科学家估计，到本世纪中叶，为了将全球变暖限制在相对安全的1.5摄氏度水平，世界每年需要从大气中去除数十亿吨二氧化碳。目前全球的去除能力每年只有数千吨，因此需要进行大规模扩展。但部署这项技术需要与去碳化经济同时进行。
“减排是首要任务，”碳180组织的环境正义顾问Vanessa Suarez说道。“我认为同样正确的是，我们确实需要清理掉两个世纪的遗留排放。”
捕获的二氧化碳应该怎么处理？
人们普遍担心碳捕集的问题在于，二氧化碳将被用于维持现状，而不是用于有意义的减排或解决顽固的温室气体污染源。
根据彭博新能源财经研究，虽然大多数直接空气捕集项目计划将二氧化碳储存在地下，但有19%将被用作可持续航空燃料的原料。
航空业负责全球约2%的排放，大致相当于日本或德国的排放量。去碳化选项寥寥无几，利用捕获的二氧化碳作为燃料可能是有道理的。
将二氧化碳转化为可持续航空燃料（SAF）可能比仅将二氧化碳储存在地下实现“双重红利”，非营利组织Project Drawdown的执行主任乔纳森·弗利表示。他强调，即使如此，碳捕集仍应该只在小规模范围内应用，而不是其他研究所呼吁的数十亿吨范围，因为与转向可再生能源相比，其成本高昂。
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化石燃料行业对二氧化碳有不同的设计。它们不是用它来制造合成燃料，而是希望将其注入老化的油气田以释放剩余的石油，这个过程被称为增强油田采收（EOR）。这项技术自上世纪70年代以来一直在使用，但许多石油公司希望将其扩大规模。DAC的最大支持者之一Occidental Petroleum Corp.已经明确表示，其一些项目将使用二氧化碳来生产更多石油。根据BloombergNEF的分析，约有8%的捕集二氧化碳将用于增强油田采收。
一些DAC初创公司已经划定了底线，拒绝允许他们捕集的二氧化碳用于获取更多的化石燃料。Climeworks的联合创始人兼首席执行官克里斯托夫·格巴尔德表示，该公司只对“永久地下储存”感兴趣，而初创公司Heirloom表示，其技术捕集的二氧化碳将不会用于EOR。
“我认为在整个行业发展过程中，应该为负责任的碳管理设立防护栏，”Heirloom的气候政策和外部事务负责人Vikrum Aiyer说道。
随着该行业规模扩大，越来越多的公司加入二氧化碳清理业务，受到税收激励和不断增长的政府投资的推动，这些防护栏将是必要的。
“如果有一天DAC实际上完全与我所想的相反会发生什么？”正在能源部赞助的社区主导的DAC项目上工作的Suarez问道。“我希望我们不会走到那一步。激励我的是，感觉我们仍处于早期阶段，我不想现在退出战斗。”