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另一种清洁能源

发布时间:2019-03-27 19:24:55

2015年《巴黎协定》的签署被视为对抗气候变化的转折点,几乎每个国家都承诺要减少碳排放。但很多国家的碳排放已经超出制定的目标,而且全世界的排放总量还在继续增加。

此外,减排规划过于保守,无法实现协定中的目标——将温度上升控制在2℃内。所以即使CO2如约减排,也仅仅是将灾难性的气候变化推迟一点点,并不能阻止它的发生。正如总统奥巴马在位时美国能源部(Department of Energy)高级官员Julio Friedmann前不久所说的,“赢得慢就是输了”。

的补救办法是积极猛进地追求某种要用到一切计策的综合形式去实现减排或脱碳。这就必须加大投资碳捕获、利用与封存(CCUS)——通过一系列技术收集烟囱,甚至空气中的CO2,将它们转化为有用的物质或储存在地下。碳捕获、利用与封存(CCUS)技术能够使发电或其他可再生能源无法应用的工业生产中化石燃料产生的碳排放量为零,还可以去除以前排放在大气中的CO2。。

虽然碳捕获、利用与封存(CCUS)技术曾因其昂贵且未被证实而被忽视,它在美国的开发示范项目也遭到过反对。但是,近来其效率的提高和成本的下降大大提升了这项技术的效益和可推广性。要实现这些进展的广泛应用,进一步的投资非常关键。

碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的广泛应用将有决定性意义:联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC),聚集了世界的气候和能源专家,计算得出,如果不部署碳捕获、利用与封存(CCUS)技术,把变暖限制在2°C内的成本至少会翻倍。国际能源署(International Energy Agency, IEA)的预测更严重:没有碳捕获、利用与封存(CCUS)技术,遏制全球变暖在2°C是不可能的;到2050年,这项技术必须至少承担13%的减排量来抑制变暖。没有别的选择,向清洁能源的转型已成为必由之路,但若没有碳捕获、利用与封存(CCUS)技术,转型之路将停滞不前。

靠CCUS实现深度脱碳:并非白日梦

利用碳捕获、利用与封存(CCUS),有可能通过以下三种主要途径实现脱碳:改进现存的电厂以实现化石燃料发电过程中的脱碳;对可再生能源无法涉及的重工业进行减排;直接去除大气中的碳。

通过碳捕获、利用与封存(CCUS)技术来改进电厂,以捕获现存煤、石油和天然气发电时排放的CO2。即使是对清洁能源转型的乐观预测也表明,化石燃料绝不会在短期内消失——国际能源署(IEA)对一种可持续性未来的预言:到2040年,化石能源仍会占到能源结构的60%。

碳排放严重的发电形式——燃煤电厂,虽然在美国已被关闭,但在发展中国家的产能仍在增长,而且预计这些电厂还将使用几十年。因此,要应对气候变化,利用碳捕获、利用与封存(CCUS)技术来减少现有化石燃料发电厂的碳排放将十分关键。在未来的碳循环经济中,被捕集的碳能够被出售或循环以作他用,比如生产混凝土或塑料,此时工厂改进将散发更大的吸引力。

除了在电力部门,碳捕获、利用与封存(CCUS)技术还可去除其他来源的排放。碳捕获、利用与封存(CCUS)能解决来自重工业(包括水泥,精炼金属和化学品的生产)的排放,这几乎占到美国碳排放的四分之一。此外,直接除碳技术——使用化学药品捕获并转化空气中的CO2,可以消除类似农业这种难以运用其他清洁技术的产业带来的碳排放。虽然它发展的远不如从烟囱中捕集CO2成熟,但它为解决已经排入大气的碳污染提供了希望。

虽然这些方法曾因成本太高而被放弃大范围使用,但现在碳捕获、利用与封存(CCUS)技术正变得越来越划算。到2025年,的碳捕获、利用与封存(CCUS)技术可以使处理CO2的价格降至每吨20美元,而2016年每吨需要100美元。在美国,NET Power公司正在休斯顿建造一座自称是无需费水的新型天然气电厂,将以低于普通的天然气电厂的成本实现净排放为零。在冰岛,政府已经部署碳捕集技术来收集来自发电和空气中的CO2,并把这些CO2 输送至地球深处。许多初创公司也在发展有前景的新型CCUS技术,包括将转化的碳当作肥料以及用酶处理CO2。

另一种清洁能源

这将会激发技术的革命。

对CCUS的支持:在增长,但不够快

尽管碳捕获、利用与封存(CCUS)技术对于因对气候变化至关重要,它仍面临着许多气候行动狂热支持者的反对。环保组织和可再生能源倡导者反对投资CCUS,担心这会使化石燃料的继续使用合理化。但限制对脱碳技术的投资,世界会错失电力等很多行业减排的大好机会。为达到将变暖控制在2℃的目标,环保支持者应当支持像低或零排放组合标准这样技术中立的政策,鼓励包括碳捕获、利用与封存(CCUS)在内的一系列低碳能源投资。

碳捕获、利用与封存(CCUS)同样面临着一些保守声音的反对,尤其是那些对气候变化带来的威胁轻描淡写或不以为然的人,他们只把它看作是会降低发电效率而且代价高昂的无用尝试。然而,许多保守派发现,若要减排,碳捕获、利用与封存(CCUS)比限制发电量更具诱惑。碳捕获、利用与封存(CCUS)通过壮大碳经济,从以往被认为的废料中创造工作机会和税收,助力经济发展。

总的来说,趋势似乎正在转变。碳捕获、利用与封存(CCUS)已经成功吸引了广泛的支持联盟,既有拥护气候变化的激进左派,也有支持化石燃料的右派。在一个放弃包括《巴黎协定》(the Paris Accord)和《清洁电力计划》(the Clean Power Plan)在内许多重要气候策略的管理层下,建立两党对这项技术的支持于未来发展尤为关键。

联邦政府,在确保碳捕获、利用与封存(CCUS)的成功发挥着不可替代的作用。川普政府一再企图削减技术研发资金,把美国能源部研发碳捕获、利用与封存(CCUS)的建议预算缩减了76%。由于美国能源技术创新的放缓,中国成为如今碳捕获、利用与封存(CCUS)的领跑者。要想取得能源转型中的地位,美国必须保护并增加研发经费。

政府还必须加大对碳捕获、利用与封存(CCUS)的鼓励。在由美国国会近制定的2018年2月预算法案中, “FUTURE Act”获得了两党的大力支持,是实现碳捕获、利用与封存(CCUS)经济性的重要一步。该法案拓宽了二氧化碳捕获,储存和转换税收抵免的范围,并加大了其额度。两党议员还提出了另一项法案——“USE IT act” 加大对碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的扶持:直接资助研发,并设立有奖竞赛去奖励私营经济,尤其是那些拥有直接捕获空气中CO2技术的。以上都是支持此项关键技术的可喜进展。

然而,政府有能力也应该更进一步。努力将碳捕获、利用与封存碳捕获、利用与封存(CCUS)技术用于联邦基础设施,投资国家管道基础设施,以此来降低改进工厂输送CO2的相关成本。与此同时,增加研发资金,由此激发创新,推动市场上产品成本的降低和效率的提升,进而促进CCUS的部署。

能源转型正在加速,但若不采用包括碳捕获、利用与封存(CCUS)在内的广泛解决方案,灾难性的气候变化将无法避免。《巴黎协定》是应对气候变化的重要一步,但若没有碳捕获、利用与封存(CCUS),制定的目标将不可能实现。

作者简介:

Madison Freeman是美国外交关系协会(Council on Foreign Relations)能源与美国外交政策的研究助理,也是YPFP(Young Professionals in Foreign Policy)的能源与环境研究员。

David Yellen是华盛顿的能源与技术分析师。

(翻译:陈馥艳;审校:潘燕婷)

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