碳捕捉的全球脚步与待破瓶颈

如同凭借自身之力或技术手段抓获有形之物那样，人类也可以将无形的二氧化碳捕捉与储存起来，并将其转化为所需的能源。根据彭博新能源财经(BNEF)的《2022 碳捕获、利用和储存市场展望》报告，到2030年，全球碳捕捉能力将在目前水平的基础上增加六倍，达到每年2.79亿吨二氧化碳捕捉量。

从碳中和到碳捕捉

实现零排放，碳中和是全球范围内目前最看好的主要途径。总体看来，实现碳中和的主要方法有三：一是增加植被与还养水土，提升自然界吸收二氧化碳的强度；二是使用太阳能、风能和水能等可再生和替代化石能源，减少可燃物质的二氧化碳释放量；三是通过碳交易工具，排放者向减排者支付交易对价，从总量上完成减排。

但是，全球的陆地植物只能吸收33%的二氧化碳，海洋的吸收量为24%，另外的43%都排放到大气中去了，同时目前全球能源使用构成中50%都是化石能源，尽管可再生能源在能源结构中的比例不断提升，但占比依然不大，而且伴随着全球人口的增长以及城市化的扩容，人类对粮食、水和能源的需求不断增加，可再生能源供给不足，很难实现对化石能源的替代，专家甚至预测到2040年化石燃料仍是全球能源使用的最主要组成部分；另外，国际能源署（IEA）认为，世界上大多数国家其实无法实现减排目标，即便是那些能够实现减排目标的国家，减排成本的中位数已经增至138％, 巨大的成本约束也会羁绊这些国家的减排步伐与成效。基于此，IEA指出，企图通过碳中和达到二氧化碳零排放的目标将非常困难。

碳捕捉（Carbon Capture，CC）可以看成是碳中和的黄金组合，即后者无法完成的减排目标可以交给前者来承担和实现。对于发电厂、钢铁厂、化工厂等排放出来二氧化碳，碳捕捉不仅可以运用物理和化学技术在化石燃料燃烧前与燃烧后进行清晰分离，而且实现精准抓获，以阻断其进入大气，同样，空气中的二氧化碳也能够被碳捕捉技术收入囊中。当然，碳捕捉并不是碳控制与碳减排的终极脚步，紧跟CC之后的还有碳封存（Carbon Store，CS），二者的连贯性组成了CCS（碳捕捉与封存）概念。照目前的技术，被捕捉的二氧化碳被加工处理成液体之后再通过管道输送并被存储到陆地2000米以下的岩层之中，或者深埋于3000米以下的海底层。按照能源专家的测算，大型的发电厂运用CCS后，单位发电碳排放可减少85%~90%，同时国际能源署的分析报告也指出，如果全面应用，CCS可总体削减14%的碳排放量，同时使人类减排成本降低30%。

商业化路径

不少人可能会担心，注入地下的二氧化碳会否在未来泄漏到大气之中？与核废料封存是一个道理，在封存二氧化碳前都要进行相应的地质测评，一般选择的封存地点都是风险非常小的区域，同时封存深度抵达的都是数千米之下的岩体，在这样的深岩层中，压力会将二氧化碳转换成所谓的“超临界流体”，并最终演变成化石原料，不存在泄漏可能，也就谈不上能够造成污染。对此，全球顶级的《nature》杂志刊登出的最新研究成果指出，在管理得当的情况下，98%注入地下的二氧化碳在地下可以保留一万年以上。

其实，CCS也不能代表碳捕捉技术的全部。对于捕捉到的二氧化碳，还可以进行商业化开发，由此延伸出了CCUS的概念，即二氧化碳的捕捉、封存与利用，而且通过CCUS也可以大大分解二氧化碳封存之后可能泄漏出来的焦虑与担忧。按照IEA的权威研究报告，使用CCUS技术可以从化石燃料中生产低碳氢，预测到2070年该方式所产生的低碳氢占全球氢产量的40%，而氢既可充当热能燃烧工具在机械、轨道交通、船舶潜艇和航天等发动系统中发挥引擎作用，也可作为能源材料制作燃料电池等，并且一律是零污染。

还有一个商业化用途是，被捕获的二氧化碳改造成液体后可以定向输送到石油天然气以及煤炭开发的地质层之中，通过由此产生的巨大压力更快更多地“挤出”煤气油，提高石油采收率（EOR）和煤层气采收率(ECBM)。按照BNEF的统计，2021年大约73%捕获的二氧化碳用于提高原油采收率，到2030年前储存在地下深处的二氧化碳将使采油作业成为主要目的地，同时，国际市场研究机构Markets and Markets的研究称，2025年全球CCUS市场规模将达到35亿美元，年复合增长率为17%。

政商力量联袂撬动

自1972年第一个大型碳捕捉项目在得克萨斯州Sharon Ridge油田开始运营以来，全球CCS技术的发展已近50年之久，排除少数的商业化项目，目前覆盖全球的CCS项目共有80多个，同时IEA的报告显示，最近几年CCS的投资呈现出明显的加速状态，而且该行业已经连续三年增长，全球范围内处于规划后期阶段的项目总投资超过300亿美元，几乎是过去10年来投入资金的两倍之多。

碳捕捉之所以能够得以快速发展首先应当归功于主要经济体的政策激励与驱动。就全球范围看，英国、澳大利亚、美国、挪威、日本和中国都是在碳捕捉的政策与立法方面得分较高的国家。在英国，新建煤电厂被要求至少须有25%的产能安装CC设施，凡不具备碳捕获能力的煤电厂一律关闭，同时英国计划到2030年大规模应用CCUS技术；在美国，拜登政府推出的《通货膨胀削减法案》将CCUS的税收抵免大幅提高到了70%；澳大利亚政府更是出台了《二氧化碳捕集与封存指南》，并发布了《近海碳注入与封存条例》，使近海封存二氧化碳合法化；日本《海洋污染防治法》也将二氧化碳注入地下咸水含水层合法化，同时日本内阁颁布了《战略能源计划》，该计划要求加速CCUS技术的实际应用进程。

伴随着各国政府对碳捕捉刺激与支持政策的落地，各路市场力量也更大尺度地迈开了进军碳捕捉市场的脚步。资料显示，国际油气行业气候倡议组织(OGCI)在全球部署了5个CCUS产业促进中心之一，并直接发起了零排放性质的Teesside项目，随后，BP、壳牌等企业计划每年向Teesside项目提供5.76亿美元的资金支持；不仅如此，壳牌在加拿大投资建成了奎斯特碳捕捉和封存项目以及长达240公里的二氧化碳运输管道，每年可捕捉和安全埋存100余万吨二氧化碳；美国西方石油公司正在得克萨斯州二叠纪盆地开建全球规模最大的从空气直接捕获二氧化碳的工厂，目标是每年捕获最多100万吨的二氧化碳，而埃克森美孚则宣布未来10年将投入一亿美元与美国能源部的两家实验室合作，扩大碳排放技术的商业化规模。此外，高盛、富国银行对外宣布，对于新建或扩建燃煤电厂计划，若没有安装碳捕捉技术者，一律不予金援。

尚待打破的瓶颈

来自全球碳捕集与封存研究院（GCCSI）的研究报告指出，要满足大气温度上升不高于2℃情景，2050年碳捕捉对全球碳减排的贡献需占到12%，相应地至少需要6000个CCUS项目。同时BNEF强调，为了实现2050年气候温控目标，全球将需要在2030年捕获10亿到20亿吨二氧化碳。但动态看来，不仅碳捕捉的阶段性目标实现困难重重，完成未来CCUS基础设施建设任务同样不易。

投入与运营成本是一直困扰碳捕捉的最重大瓶颈。根据麻省理工学院发表的一份报告，捕捉每吨二氧化碳并将其加压处理为超临界流体要花费25美元，将一吨二氧化碳运送至填埋点需要花费5美元，装置二氧化碳的罐每吨20元，掩埋二氧化碳每吨需要30美元，再加上人工、车辆以及管道铺设等费用，捕获一吨二氧化碳最高成本超过640美元，不仅如此，对于燃烧化石燃料的企业来说，围绕碳捕捉所进行的技术设备改造同样花费巨大。成本抬高不仅抑制了碳捕捉项目的前期投入与后期规模扩大，也放慢了大规模商业化的进程。为此，IEA呼吁，为了让碳捕捉技术成为对抗气候变化的中坚力量，各国政府和相关行业仍需在政策支持、政府资助、企业投资、技术改进和成本削减方面付出更多努力。

市场比较成本同样是掣肘碳捕捉步伐的重要原因。一方面，相对于风电、太阳能等新能源而言，碳捕捉成本要高出很多，很多企业更愿意投资碳中和项目，本已稀缺的碳捕捉项目资金因此更显不足；另一方面，英国帝国理工学院以及美国斯坦福大学的研究团队发现，碳捕捉技术只有在特定条件下才有可能达到所需的部署规模，包括油价高于每桶85美元，碳税水平到2050年能提高至每吨二氧化碳75美元以上，但目前油价和碳税所处的水平显然并不足以让碳捕捉技术到2050年实现大规模部署。

碳捕捉资源的分配失衡以及政策导向不清晰是碳捕捉的又一大客观约束。从市场区域来看，全球碳捕捉项目主要分布于北美地区，其中美国高居榜首，而众多的发展中国家碳捕捉几乎为零。与此同时，许多主要国家的政府未能制定限制碳排放的法规并提高企业的排污成本，直接阻碍了私营部门对碳捕捉的投资，而即便是出台了碳捕捉相关政策法规的国家，鼓励与支持的力度也不显著。对于碳捕捉来说，目前不仅商业模式尚未成熟，而且前期投资巨大，回报周期漫长，融资难度与商业风险不言而喻。为此需要在政策层面加大财政补贴、税收优惠等支持力度，廓清市场的赢利方向，导引企业建立起投资信心。

（作者系中国市场学会理事、经济学教授）