为了解决新能源的Bug 大佬们正砸钱搞碳捕集
为了解决新能源的Bug大佬们正砸钱搞碳捕集我国公众对CCS技术的接受度,资料来源:YANG,etal▼虽然没啥名气,但不妨碍CCS项目在世界各地蓬勃发展。有调查报告显示,刚刚过去的2022年,CCS项目的数量增长创下了新高:有153个CCS项目正在开发,比2021年足足多了62个。全球碳捕集与封存设施大体分布▼在CCS项目热潮中,不乏科技大佬和科技企业的身影。比如全球网红马斯克赞助了XPRIZE碳捕集大赛,贝索斯、比尔·盖茨等知名科技大佬正在重金投资CCS项目,Google、Meta、Shopify等公司也合作设立了碳捕捉基金项目,金额总计超过12亿美元。马斯克在除碳大赛上呼吁构建十亿吨级碳去除方案,来源:XPRIZE官网截图▼为何在大众视野里,近乎“透明人”的CCS,受到了资本的热捧?也许,这要从CCS被寄予的期望说起。目前来看,要想实现二氧化碳的“零排放”,最有效的办法,就是用太阳能、风能这样的清洁能源去替代化石能源。然而,在能源领域有一个“不可能三角”,说的是能源的低成本、清洁环保、安全稳定无法同时实现。比如说,我们用风电和光电取代煤电,做到了清洁环保。但以目前的技术看,我们无法做到在成本低廉的前提下,实现风电、光电的安全稳定传输。不仅我们国家做不到,发达国家也没做到。比如,美国德州在2021年2月就出现了大规模停电,原因是德州选择了新能源发电,大幅削减了火电的比例。结果2月份出现了寒潮天气,风电机组直接被冻住了。偏偏,储能技术很落后,根本跟不上,电网又没有和其他州的电网打通,于是就出现了这样的电力安全事故。德州电网独立于东、西电网之外▼那在现有技术条件下,如果我们既要清洁环保,又要安全稳定,怎么办?只能接受更高的发电成本。可是,对我国这样的发展中国家来说,工业化和现代化还要继续,对能源的需求只增不减,而且这种需求可能会超出我们的预期。像2009年,咱们国家有部门预测,到2020年,我国一次能源消费将达到44亿吨标准煤,但实际上2020年我国一次能源消费达到了50亿吨标准煤。所以,我们没法无视能源的成本。再加上,咱们国家在能源上非常依赖煤炭,这就让我们要为减碳承受更大的压力和成本。中国能源消费结构,资料来源:《能源发展“十三五”规划》▼为啥会这样?因为煤的碳排放量是所有化石能源里最高的。咱们国家单位能源的碳排放强度是世界平均水平的1.3倍,欧洲国家的2.1倍,就是因为我们在烧煤,人家在烧气。这意味着,减少同样多的碳排放,我们的压力和付出都会更大。别的不说,就说要花的钱吧。清华大学、中国绿金委等权威机构,分别对我国实现碳中和所需要的资金做过计算,结论基本一致:我们总共需要140万亿左右的投资,用于发展无碳技术、旧设备减碳升级,以及新技术的产能扩张。140万亿可不是小数,相当于我国金融业总资产的40%。因此,哪怕只是为了给碳中和提供足够的资金支持,我们也需要经济平稳发展。而经济要想平稳发展,低成本、安全稳定的能源就必不可少。换句话说,未来相当长的时间里,咱们国家还离不开化石能源。反过来再看发达国家,他们早就完成了工业化,目前碳排放已经逐年下降,也就是已经实现了“碳达峰”。比如,欧盟已于1979年碳达峰,英国于1991年碳达峰,美国于2005年碳达峰,日本于2013年碳达峰。再加上,他们主要是以新能源替代气,而不像我们是以新能源替代煤,减碳压力比我们小很多。美国能源消费结构,资料来源:国家能源局▼因而,我们更需要一套方案,兼顾减碳与能源稳定。CCS便提供了一种可能路径。CCS可以将二氧化碳从排放源或空气中捕集分离,然后输送到适宜的场地加以封存,如此就有望大幅降低化石能源带来的碳排放,从而做到两者兼顾。真有这么神奇吗?是怎么做到的呢?其实并没有那么复杂。不妨以我国运行最久的上海石洞口第二电厂碳捕集装置为例。上海石洞口第二电厂碳捕集装置▼这种装置,基于二氧化碳是一种酸性气体,利用碱性吸收剂与烟气中的二氧化碳发生化学反应,形成不稳定的盐。然后,让盐在加热或减压的条件下逆向分解,释放二氧化碳,从而将二氧化碳从烟气中分离。从理论上说,这种捕集技术适用于任何一种火力发电厂,且只需要在现有的火电设施上进行改装即可。因此,CCS还有望降低让现有火电厂等提前退役而带来的成本。要知道,我国是世界上最大的煤电、钢铁、水泥生产国,生产这些东西当然会产生很多碳排放,但这些生产设备的运行年限并不长。这些设备的使用寿命一般为40年以上,若不采取减排措施,只能提前让其退役,由此就要搁置一大笔资产。据估算,我国这些煤电基础设施的搁浅资产规模高达3.08~7.2万亿元,比2021年全国用在环保节能上的支出(2.5万亿)还要高。而运用CCS技术进行改造,就能让这些设施继续发挥作用。进一步说,如果在CCS基础上,把捕集的二氧化碳进行循环再利用,还能产生经济效益,这就是CCS的2.0版本——二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)。比如,建筑行业就可利用捕集到的二氧化碳,将其用在建筑材料上形成碳酸盐涂层,以及用作混凝土原料。这样,在降低碳排放的同时,还减少了混凝土所需的水泥量,实现环境保护与经济的双赢。这也是近几年来,我国在政策上对CCUS进行扶持的原因。有人可能会有疑惑了,既然碳捕集这么有前景,为何存在感这么低呢?这有两方面原因。一方面,目前CCUS主要用在石油化工等远离大众视野的领域。就拿我国来说,目前,我国的CCUS技术主要是将捕集到的二氧化碳,注入油层中与原油相溶,增加原油流动性,从而提高油田采收率,业界称为二氧化碳驱油。另一方面,也是更重要的方面,是CCUS技术看似百花齐放,但没有一种成熟到低成本、可大规模工业化的程度。一般来说,排放源的二氧化碳浓度越高,碳捕集的能耗和成本越低。但大部分火电厂产生的烟气的压力小体积大,二氧化碳浓度低,因而捕集成本相当高。从我国已投运的CCUS项目看,火电厂的二氧化碳捕集成本一般为300~900元/吨,而我国碳排放交易市场上,碳价为50~60元/吨。也就是说,对于火电厂这样的碳排放大户,一套CCUS流程下来,花在减碳上的钱远远高于碳的市场价,还不如去市场买碳排放配额划算。从更大的范围来看,目前全球仅5%的碳排放,用CCUS除碳是划算的。高昂的成本是阻止CCUS技术得到大规模推广的一大瓶颈。因此,哪怕碳捕集的产能近年来出现了跳跃式增长,但所有项目每年仅能储存2.44亿吨二氧化碳,不到去年新增到大气中的360亿吨二氧化碳的1%。而且,关于碳捕集与利用技术能否帮助减排,科学界也有很多质疑的声音。荷兰奈梅亨大学的一位教授和同事对40多个CCUS技术做了评估。结果发现,这些技术中的大多数的能耗非常大,以至于从全生命周期来看,把运行碳捕获设备所需的电力、运输二氧化碳产生的能耗等都考虑在内,排放的碳反而比它们捕获的多。不过,尽管当前的碳捕集不尽人意,但依然有人看好这项技术的前景。有人认为,现阶段的碳捕集行业就像十几年前的光伏行业,需要再多一点政策和资金支持,以及耐心。未来,随着技术创新和相关项目形成规模效应,就可以降低技术成本。碳捕集技术成本与能耗变化预期前景,资料来源:科学技术部社会发展科技司▼事实上,美国正在加...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340877.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1340877.htm