碳去除工作进展缓慢一个数字可以解决问题 - 彭博社

在德克萨斯州埃克特县，奥克西登石油和1PointFive直接空气捕集（DAC）工厂的奠基仪式上，施工设备正在施工，时间是4月28日。 DAC工厂建成后，将成为世界上最大的工厂。

摄影师：乔丹·冯德哈尔/彭博社气候政策讨论往往围绕着重要的数字 —— 2050年。1.5摄氏度。净零排放。这里再加一个：100美元。这是碳去除行业需要达到的每吨碳的成本，以便具有竞争力。要达到这一目标对于美国的气候目标至关重要，因此该国至少投资35亿美元在这个新兴行业。

“我们估计，如果我们投资并达到每年数百万吨的去除量……我们将以每吨100美元的目标降低成本曲线，”美国能源部化石能源和碳管理办公室主任詹·威尔科克斯在Zero 播客上说。

“碳管理”是该部门使命的一个较新的部分，威尔科克斯表示，这意味着“大气中积累的二氧化碳主要也来自传统化石燃料。”根据国际能源署的数据，要实现净零排放，需要在污染的电源处捕获二氧化碳，然后在其进入大气之前将其封存，并直接从空气中去除二氧化碳。这两种技术的发展进度落后，都需要更多的投资。美国能源部是试图弥合这一差距的机构之一。

在本周的Zero中，这是两集关于碳捕集和去除的第二集，Akshat Rathi与Wilcox坐下来谈论为什么碳去除如此复杂，以及为什么每吨100美元是该行业的魔法数字。不要错过上周与圣母大学可持续能源政策教授Emily Gruber的对话，关于碳捕集和储存的现状，以及如何使用。

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*我们的文字记录是由软件和人工编辑的组合生成的，可能在文本和音频之间存在细微差异。请在引用时先确认音频。*Akshat Rathi 00:00

欢迎来到Zero。我是Akshat Rathi。本周：减少，重复使用，去除

令人沮丧的现实是，尽管世界已经明确了气候目标，但在开始采取行动方面却已经迟了。这就是为什么实现这些目标不仅意味着停止排放温室气体，还意味着通过从空气中吸收二氧化碳来消除部分损害。

今天我们要谈论的就是这个。这是一个系列中的第二篇，关注碳捕集和碳去除技术的现状。

上周我和Emily Grubert谈过，她是圣母大学的一名教授，我们谈论了在废气排放前捕捉排放物的技术的潜力和限制。这种点源碳捕集技术预计将在世界接近2050年净零排放时发挥主要作用。

但随着我们接近那个日期，也就是27年后，净零模型表明，碳去除技术将不得不加速发展。国际能源署建议到2050年，世界需要每年从空气中去除10亿吨二氧化碳。目前，我们每年只去除不到1万吨。

**谢尔顿·怀特豪斯（档案）**01:29

我认为现在毫无疑问地，我们将突破气候安全屏障，因此我们必须能够从大气中去除二氧化碳。

Emily Grubert01:42

没有负值，就不可能实现净零。

**乌苏拉·冯·德莱恩（档案）**1:45

科学是清楚的。工业碳去除是我们气候工具箱中必不可少的一部分。

Akshat Rathi01:51

点源碳捕集比碳去除更便宜。阻止二氧化碳进入大气只需不到60美元每吨。而从空气中去除二氧化碳的成本则是其10倍。如果碳去除要在实现气候目标中发挥重要作用，成本必须降至每吨约100美元。这是目前欧洲公司为每吨排放的二氧化碳污染支付的费用。

Jennifer Wilcox 02:18

我们已经到了一个避免向大气排放排放物的阶段不再足够的地步。

Akshat Rathi 02:23

今天我的嘉宾是Jennifer Wilcox，她是宾夕法尼亚大学化学工程教授。她目前暂时离开这个职位，负责监督美国能源部化石能源和碳管理办公室的工作。美国政府已经投入数十亿美元用于扩大碳捕集技术，并正在资助碳去除项目。

我想问Jen关于美国如何将碳去除技术从研究阶段推广开来的战略，如果我们没有达到所需的价格点会发生什么，以及为什么这一次是私营行业带头开发这项清洁技术。

Akshat Rathi 03:12

Jen，欢迎来到节目。

Jennifer Wilcox 03:14

谢谢邀请。

Akshat Rathi 03:16

让我们从你是如何负责化石能源和碳管理办公室开始。

Jennifer Wilcox 03:21

当然。在2020年，有人找到我，问我是否有兴趣加入新政府，并在那时监督化石能源办公室的工作，我需要了解一些这意味着什么。我的背景是化学工程，我对如何分离二氧化碳感到兴奋，无论是来自发电厂、水泥厂，还是来自大气，后者更难做到。2012年，我写了一本关于碳捕集的教科书。我这样做的原因是我觉得这个领域缺乏受过教育的人才，他们受过的教育可以有助于以一种有意义的方式为我们的工具箱做出贡献，以帮助我们实现净零目标。所以当我进入这个职位时，其中一个要求是，我们如何将对这个领域的投资与气候目标协调起来？在第一年，我们重新组织了整个办公室，并增加了两个关键词：碳管理，因为这是我们工作的重要组成部分。

Akshat Rathi 04:39

为什么拥有这两个额外的词，可以说是一种新的品牌，很重要呢？

Jennifer Wilcox 04:46

嗯，因为我们已经到了一个避免排放到大气中不再足够的时候。以前，当我们只有化石能源时，在这届政府之前，我认为观点更多地是关于，我们如何确保每个人在美国都能获得能源。不仅仅是能源的获取，而且是这种能源是负担得起的，而且是清洁的。碳管理更广泛地有另一个方面，对吧，这不仅仅是避免排放到大气中，还要认识到大气中积累的二氧化碳主要也来自传统的化石能源。因此，认识到这也应该是我们的任务，对吧？当我们看待二氧化碳去除时，解决大气中积累的二氧化碳，办公室处理这个问题是有道理的，因为其中大部分来自我们从地下深处获取的碳氢化合物。

Akshat Rathi 05:48

在过去的十年里，我们已经开始谈论碳去除，就像你说的，消除已经存在于大气中的传统排放。因为我们把气候问题留到了最后，为了实现我们的气候目标，我们将不得不进行一些碳去除。那么，对于一个对这个主题一无所知的人来说，你会如何区分传统的碳捕获技术和一种重要且多方面的方式，实际上可以从空气中去除二氧化碳呢？

Jennifer Wilcox 06:25

是的。所以你知道，如何分离呢？我们也一直在努力保持这些工具的分离，因为它们很容易混淆。所以，如果你正在看一个点源，并且正在用碳捕集技术进行改造，你就避免了排放物进入大气层。我们在美国认识到，有一个概念叫做承诺排放。很多发电厂建于30多年前，它们可能会退役，特别是当我们将对化石能源的依赖程度压缩并且在美国有很多可再生能源的机会时，但仍然会有一些装置会继续使用化石燃料运行在不可预见的未来。我们需要考虑的是，从经济角度来看，对那些将会持续存在的装置进行改造是更便宜、更容易的，因为它们是新的，在某些情况下是今天上线的。因此，将会有一定数量的碳捕集和储存是点源的。这是重要的原因是因为现在减轻了碳去除的负担。当我们考虑碳去除时，你知道，我们现在都很随意地使用它，因为我们认识到我们必须将CO2从大气中积累的池中取出。所有的气候模型告诉我们我们需要它，但不是因为我们不会快速进行深度脱碳，而是因为我们实际上需要它来应对真正难以脱碳的部门，我们需要它来应对农业部门，我们需要它来应对真正难以脱碳的航运和航空部门的方面。因此，如果我们看看美国的排放量，你知道，大约每年5.5到6吉克吨的CO2。当你进行自下而上的计算，考虑到什么是真正、真正难以脱碳的？它仍然加起来超过一吉克吨。所以这就是碳去除。碳去除的作用是抵消真正难以脱碳的部门，而不是抵消我们有技术可以脱碳的部门。

Akshat Rathi 08:35

当你说到吉加吨时，你是指十亿吨，对吗？

Jennifer Wilcox 08:38

是的。

Akshat Rathi 08:39

当你说真正难以脱碳时，难在哪里？是因为我们不知道如何做还是太昂贵，或者政治上不可能？什么是“难”？

Jennifer Wilcox 08:50

难意味着今天还没有准备好。

Akshat Rathi 08:55

所以从技术上来说，今天还没有准备好。

Jennifer Wilcox 08:57

技术上还没有准备好。是的，它还处于研发阶段。也许还没有到示范阶段。或者还有其他原因。在航空领域，我们对可持续航空燃料感到非常兴奋。但问题是，它是否能够完成所有工作？作为生物质的可持续性作为原料，我们是否有足够的资源？我们何时开始为食物竞争？甚至可持续航空的一个方面也是二氧化碳的下游利用。二氧化碳与清洁氢用于合成燃料。这可能起到作用。但问题是，我们能够快速填补这个差距吗？因此，甚至不清楚我们需要多少碳去除来抵消真正难以脱碳的部门。如果我们今天不投资，我们甚至在时间上都无法获得它。

Akshat Rathi 09:51

在讨论如何大规模进行此操作的挑战之前，让我们看看有哪些类型的技术可用。这是一件让我感到惊讶的事情。

点源碳捕集通常只做一件事。一种化学过程将二氧化碳从气体混合物中分离出来，然后再进入烟囱。

碳去除可以借鉴这项技术。 瑞士初创公司Climeworks 使用相同的化学过程，但不是用工业气体，而是用空气作为输入。

然而，碳去除技术也可能变得奇怪。我写过 一家名为InterEarth的澳大利亚初创公司，他们将树木埋入高盐度土壤中。树木从空气中吸收二氧化碳，而咸土壤则阻止其降解。因此，碳得以去除。

另一个想法是利用农业废物，将其转化为类似石油的碳黑浆。然后将其深埋地下。这就是美国初创公司 Charm Industrial 所做的。

还有许多其他古怪的想法可供选择。投资者和政府可以选择支持他们认为具有可扩展性的想法。

碳去除初创公司已经获得数百万美元的资金，其中大部分来自私营行业。由支付公司Stripe领导的 Frontier Fund 承诺 购买10亿美元的碳去除。 比尔·盖茨也资助 许多这些初创公司，他 以每吨600美元的价格支付自己的碳去除。

Akshat Rathi 11:26

现在，很多绿色技术的起步都是通过政府的研发。很早之前的太阳能研究是在实验室进行的，然后才逐渐转移到私营行业。电池也是一样。然而，碳去除技术走过了不同的道路。过去十年发生的很多规模扩大都是由私营行业推动的，甚至在政府介入之前，我们去年就推出了一个十亿美元的基金，这是私营行业试图推动碳去除。你认为这是为什么呢？

Jennifer Wilcox 12:02

我是说，我们看到很多公司宣布零净排放的承诺在这个领域取得了一些动力。原因是他们意识到在他们组织的框架内，他们大部分可以控制那些一级排放，对吧？甚至二级排放，他们从哪里获取电力。但是当你看到三级排放：水泥、钢铁、纸张、航空、甚至食品，有些这些部门在公司想要达到零净排放时是非常难以脱碳的。他们无法控制这些供应链，而且这些供应链今天并没有以低碳方式存在。因此，这些集团要实现零净排放的唯一途径就是将碳去除作为一种工具来抵消其组合中的三级排放。因此，你开始看到很多对一些森林抵消项目的兴趣。然后很棒的一点是，这些公司也有非常有思想的领导层，并且认识到当你深入研究那些可用的基于自然的抵消时，这些抵消并不是很昂贵，去除也不是很持久。事实上，有很多不确定性，因为在某些基于自然的方法中，你也会看到很多逆转。我们在气候模型中依赖的碳汇变成了碳源，比如森林火灾。因此，这开始引起了几年前很少有几个玩家的更多关注，就是从技术角度来看如何从大气中去除碳并提供一种持久的碳去除方法。

Akshat Rathi 13:52

在某种程度上，你在说，有一家善良的公司正在以明智的方式考虑气候，并意识到，哦，我们有目标，要实现这些目标，我们将不得不做很多事情，首先减少我们的排放，然后剩下的部分我们必须去除。由于基于自然的抵消措施并没有奏效，并且要么被大火摧毁，要么被绿色洗牌，我们需要找到更持久的方法来做到这一点。还有一种不善良的公司版本，它的目的是最大化利润，它的目的是保护自己的声誉，并确保通过这里或那里的小额投资，鉴于行业的相对规模，他们有点逃避责任。他们在拖延不可避免的事情，即在本十年内大幅减少他们的排放。但是，他们告诉你，我们正在做正确的事情，我们将投资于正确的解决方案。我们如何处理碳去除技术带来的道德风险问题，科学说它是必要的。投资于它是好事。但我们难道不是在借此借口今天不减排吗？

Jennifer Wilcox 15:01

是的，我也看到了。我们一直在做的事情之一是，正如你所知道的，我们可能会稍后谈一谈基础设施法案中的资金，但在该立法中有一些资金可以让我们投资于点源捕集。脱碳设施，暂且只关注工业，当你看一下这些行业的三范围排放时，水泥、纸张、钢铁，投资于脱碳这些行业要比使用碳去除来抵消要便宜得多。但现实是，二氧化碳捕集在这些设施上还没有得到证明。所以我们有佩特拉诺瓦的例子，我们有另一个例子，可以通过蒸汽甲烷重整与碳捕集制取氢气，我们当然知道如何从生物乙醇的发酵过程中去除二氧化碳。因此，我们有一些很好的例子可以指出，我们已经在这些情况下测试了这项技术，它对这些情况有效。但我们仍然需要在水泥上进行演示，我们仍然需要在高炉、钢铁厂和造纸厂等地方进行演示。因此，我们有资金可以做到这一点。

Akshat Rathi 16:20

休息之后，我们开始谈数字。美国在碳去除上花费了多少钱，如果我们不能将价格降到每吨100美元会发生什么？

Akshat Rathi 16:46

所以让我们谈谈数字。政府项目和正在花费的资金。让我们从你上任后正在进行的重大项目开始。

Jennifer Wilcox 16:55

所以我们一直在谈论碳去除。所以我会从那里开始。我们有35亿美元用于开发、建设四个直接空气捕集中心，每个中心每年能去除100万吨二氧化碳。我们最近还授予了两个示范项目。Akshat Rathi 17:16

这两个中心将支持两种不同类型的技术。首先，我们将看到碳工程与奥西迪石油合作使用液体化学品捕获二氧化碳。另一个将由Heirloom与Climeworks合作，但使用固体吸收剂进行相同的操作。Jennifer Wilcox 17:32

而且令人兴奋的是，我们认识到今天有各种准备阶段的技术组合。我们希望确保我们也在所有这些想法上进行投资，并遍布美国。因此，我们还授予了大约20个项目，这些项目在前端工程设计方面投资了1亿美元，共同认识到这些系统将在户外运行，对各种不同条件下的性能如何？它们将与哪些能源资源耦合以最大程度地去除碳？

Akshat Rathi 18:11

能源方程式非常严峻。使用直接空气捕集去除一吨二氧化碳可能需要一千到两千千瓦时的能量。这大约相当于我和妻子在伦敦一套公寓里消耗的四到八个月的电量。这是大量的电力。我们如何能够证明需要建设如此多的能源基础设施，尽管我们已经在努力替换化石燃料能源基础设施，但我们还需要更多的能源？

Jennifer Wilcox 18:47

是的，我认为这就是为什么我们必须将这些首创项目视为我们可以以有意义的方式完成的负责任项目，这些项目可以作为第n个项目的示例。一个例子是在选址时，你不会与本应用于脱碳化化石燃料电力的低碳能源竞争。这需要优先考虑。

Akshat Rathi 19:17

现在，有关碳去除成本的各种估算，来自麻省理工学院的Howard Hertzog，他长期从事这一领域的研究，估计每吨的成本在600到1000美元之间，最近来自哈佛大学的David Keith也是Carbon Engineering的创始人之一，该公司获得了一项直接空气捕集中心的奖项，他将成本估计在每吨300到425美元之间。最终目标是将这一数字降至每吨100美元，这是一个现实的数字。例如，这大约是目前欧洲的碳价格。这个目标有多现实？是的，我们已经看到了绿色技术的成本下降，例如太阳能、风能、电池和电动汽车。但这是因为单位经济学，它们一次又一次地制造成百万个相同的东西。它们降低了价格。在直接空气捕集或碳去除中，你可能会得到一些单位经济学，但我们仍然不是在谈论成百万个。那么你认为我们对碳去除的价格目标有多现实？

Jennifer Wilcox 20:23

碳负排放的想法，这就是我们在能源部投资的内容，不仅仅是我们的办公室，ARPA-E也参与其中，科学办公室和EERE，能源效率和可再生能源。但我们的四个办公室已经共同投资我们的基础拨款，跨越研发以实现首次示范。因此，在这个领域，我们估计如果我们投资并达到每年数百万吨的规模，一旦我们达到每年数百万吨的去除量，我们将以每吨100美元的目标降低成本。但老实说，直到我们建造更多——数千吨的去除量，我们才会知道，这就是我们今天所处的阶段…我们需要再加三个零，我们需要达到数百万。我认为在那个数百万的规模上，一旦我们实际运营那个设施，并且对成本进行透明和真实的披露。我们将从那个经验中学习，对吗？如果每吨600美元，如果每吨300美元。但是，想法并不仅仅停留在那里，想法是推动一代新的直接空气捕集技术能够进入更多示范项目的管道。它们可能不是所有看起来都一样的第一个。

Akshat Rathi 21:49

在那种零排放的情况下，有很多事情我们必须考虑。我们不能总是对所有这些事情都有信心。我们不能对政治有信心，它可能左右摇摆。我们不能对经济和金融有信心，它可能左右摇摆。技术是我们可以更有信心的一个领域，因为我们了解科学，我们知道一些历史等。但是假设我们没有达到每吨100美元的目标数字，那么碳去除会发生什么？

Jennifer Wilcox 22:18

我认为这也取决于，还有什么更便宜的选择？我们谈到了什么是真正难以脱碳的意思。所以当我们达到那一点时，我不会称之为终点，更像是一个水站停留点或其他什么。当我们到达那里，数百万吨的去除量，因为我们仍然需要三个零才能达到十亿或一千兆吨，对吧？所以就好像一旦我们到达那里，如果我们只说，数百万吨的去除量，并且我们还没有达到100美元的标准。我们看看我们试图抵消的东西。我们可能需要更多的政策来进一步激励直接空气捕集。我不认为是政策将带领我们到终点，我认为是政策可能会带领我们到数百万吨的去除。

Akshat Rathi 23:07

这也表明了采用多元化方法来尝试解决这个问题的重要性，你不是只采用一种技术，或者只依靠一个公司来实现目标。现在，如果你考虑到针对你所做工作的批评，你认为对你自己工作最大的批评是什么？也许有些是不合理的，有些是合理的？

Jennifer Wilcox 23:34

是的，这是一个很好的问题。我现在确实感到在这个领域受到很多批评。部分原因可能是因为碳管理的第一个版本看起来是什么样子。我认为我们有很多解决方案，我们依赖化石能源公司与我们一起成为解决方案的一部分。但同时，他们并不总是，你知道，遵守承诺或者言出必行。所以这真的很困难。我认为至关重要的是与能源社区合作，并帮助能源社区看到一条道路。当你看到CO2的下游管理，唯一一个与我们的排放规模相匹配的CO2处理方式是将其深埋地下，我们可以将其转化为合成燃料和化学品，我们可以将其放入我们的建筑环境和建筑物中等等。所有这些都将是美好的。但归根结底，它需要深深地埋在地下，就像它来自的地方一样。而那些熟练做这件事的工作人员，就是最初生产石油、天然气和煤炭的人。所以是那些工作人员，是那些工程师。因此，你可能有一个直接空气捕集中心，你可能有一个碳捕集项目，你可能会说，你知道，我不会不会与化石燃料行业合作，那很好，但归根结底，为了以一种有意义的方式处理那些CO2，你将需要借助专业知识。我们可以达到数百万吨。但我们如何达到十亿吨？我们会再次依赖纳税人的钱吗？或者也许我们可以让能源公司站出来，帮助我们扩大规模。因为他们拥有工作人员。他们有工程师，他们有专业知识，他们可以填补这个差距。

Akshat Rathi 25:39

这是一次很棒的对话。碳捕集是一个复杂的主题，你在能源部所做的工作使其清晰明了，同时也在推动技术的发展。所以感谢你的时间。

Jennifer Wilcox 25:50

谢谢。

Akshat Rathi 26:00

有时碳去除技术被过度吹捧，所以重要的是要记住要做的重要事情是减少排放。

感谢您收听Zero。如果您喜欢这一集，请花点时间在Apple Podcasts和Spotify上评分或评论。如果您写评论，我可能会在未来的一集中读到它，与朋友或讨厌化学的人分享这一集。您可以通过[email protected]与我们联系。Zero的制作人是Oscar Boyd，高级制作人是Christine Driscoll。我们的主题音乐由Wonderly创作。特别感谢Kira Bindrim，Brian Kahn和Michelle Ma。我是Akshat Rathi，下周回来。