碳捕集:与COP28密切相关的关键术语定义 - 彭博社
Coco Liu, Michelle Ma
加拿大埃德蒙顿附近的壳牌Quest碳捕集与储存设施。这样的工厂可能在限制全球变暖到1.5摄氏度方面发挥关键作用。
摄影师:Jason Franson/Bloomberg翻开任何气候报告的术语表,看起来就像一只猫在键盘上乱跑。
当涉及到讨论碳捕集时,情况尤其如此。缩写词——DAC、MRV和EOR,仅举几例——让人头晕目眩。再加上诸如“增强岩石风化”和“碳汇”之类的短语,足以让你想把报告扔进湖里。
但考虑到碳捕集在未来几十年内很可能需要发挥的作用,以限制全球变暖,以及其在COP28气候谈判中的重要性——这是不可取的。Bloomberg Green提供了一个速查表,以抵制这种冲动,并帮助揭开一个到2040年底可能价值高达1万亿美元的市场的神秘面纱,根据彭博新能源财经。
尚不清楚这些阻止二氧化碳进入大气、将其移动、储存甚至去除的技术中,是否有哪些能够发展到有意义的规模。这些方法中许多仍处于早期阶段,而那些存在数十年的方法在很大程度上未能兑现承诺。鉴于到中世纪中叶,世界很可能需要每年去除数十亿吨碳,以限制全球变暖到1.5摄氏度,这些技术中至少有一些将(希望)在减少大气中的CO2方面发挥作用。随着各国寻求超出必要的迅速减排之外的新应对气候危机的方法,这一列表也可能会增长。
二氧化碳去除(CDR)
**它是什么:**数十年的排放减少延迟意味着世界几乎肯定需要找到方法从大气中去除数十亿吨二氧化碳。二氧化碳去除是一个涵盖各种解决方案的术语,旨在实现这一目标。可以利用机器从环境空气中捕获二氧化碳,或加速从大气中提取该气体的自然过程。
**它的局限性是什么:**许多工程二氧化碳去除方法成本高昂,并且没有达成一致的会计标准。它们还需要与储存设施配套使用。(稍后详细介绍。)二氧化碳去除存在分散世界追求迫切需要的减排措施的风险。
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点源碳捕集
**它是什么:**虽然CDR从环境空气中提取气体,点源碳捕集在烟囱处捕获二氧化碳。这项技术可以连接到从燃煤发电厂到钢铁厂的各种设施。它不会减少大气中的二氧化碳总量;相反,它防止额外的排放进入大气。
**它的局限性是什么:**与碳去除类似,点源碳捕集面临巨大的成本和技术准备障碍。尽管碳捕集在石油和天然气行业的计划中占据重要地位,但由于多次失败,引发了延迟向清洁能源过渡的担忧。与CDR类似,从事点源碳捕集的公司也面临一个问题,即在哪里储存他们捕集的碳。
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直接空气捕集
**它是什么:**最科幻的碳去除形式,直接空气捕集使用机器从空气中分离CO2。该过程依赖于特制化学品以及天然产品,如石灰石来吸收CO2。然后,CO2可以被储存在地下,理论上将被锁定长达数千年。
它的局限性是什么: DAC成本高昂,每吨CO2的成本高达数百美元。它也可能消耗大量能源。去除1吨CO2需要高达2000千瓦时的清洁能源,这些能源将从电网中转移。(作为参考,一个普通美国家庭每月消耗889千瓦时。)
洛杉矶初创公司在加利福尼亚贝克斯菲尔德的试点地点测试了Avnos混合直接空气碳捕集技术。该公司正在测试一种可以从空气中吸收二氧化碳并在过程中产生水的机器。摄影师:Alisha Jucevic/Bloomberg### 碳捕集与利用(CCU)
**它是什么:**一旦CO2被捕集,它可以被用作各种产品的原料。这个过程被称为碳捕集与利用,有时也被称为碳重复利用。一个典型的方法是将压缩的CO2溶解在水中,制成碳酸饮料。但越来越多的应用范围从替代聚酯到合成喷气燃料。
**它的局限性是什么:**CCU仍然昂贵,并且需要稳定的CO2流。并非每种碳利用方法都能保证长期的气候效益。例如,装在汽水罐里的CO2一旦罐子被打开就会释放出来。
碳捕集与封存(CCS)
**它是什么:**仅仅去除CO2是不够的。这种气体还需要被储存起来。工程师们在20世纪60年代就已经想出了如何将CO2储存在用尽的油气储层中。森林也自然地封存碳。但最近一波初创公司提出了新颖的碳捕集与封存形式,包括将农业废弃物沉入海底,那里缺氧的深层水将阻止生物质分解,以及将捕集的气体注入混凝土中。
**它的局限性是什么:**一些方法并不能导致可靠的碳封存。例如,当森林发生大火时,CO2可能会重新释放到大气中。一些从事工程封存的公司声称他们的方法可以永久储存CO2,但这些声明尚未在规模上得到证实。
二氧化碳管道
它是什么: 尽管二氧化碳可以在世界任何地方捕获,但由于安全和地质限制,它不能在任何地方储存。进入二氧化碳管道,这是碳捕获和储存基础设施的关键组成部分。公司已经建造了数英里的管道,用于运输压缩的二氧化碳。点源碳捕获和DAC项目都需要更多的二氧化碳管道,以便将二氧化碳远距离输送到储存地点。
它的限制是什么: 一言以蔽之,安全。任何泄漏都可能耗尽周围空气中的氧气,危及附近的人。到目前为止,美国的二氧化碳管道发生的事故比运输原油的管道要少,但二氧化碳管道的占地面积也小得多,这可能扭曲了它们的安全记录。联邦监管机构正在加大力度加强对二氧化碳管道的监督,但修改法规需要时间。
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增强油田采收(EOR)
它是什么: 捕获的二氧化碳最棘手的用途是将其注入地下,以从老化的油藏中提取更多的石油。然而,世界上大多数现有的碳捕获和储存项目都用于增强油田采收。一些公司计划部署DAC并利用产生的二氧化碳来提取更多的石油,同时声称产生的化石燃料是“净零排放”。
它的局限性是什么: EOR可以用来延长石油和天然气的生产以及与燃烧化石燃料相关的排放。这与最可行的研究相悖,该研究显示世界需要迅速减少化石燃料的使用。
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碳抵消
它是什么: 公司和政府可以购买碳抵消,这使它们能够支付他人从大气中去除温室气体排放或避免首次排放气候污染。理论上,该抵消可以抵消买方的排放影响。公司之所以这样做,是因为在某些情况下,减少排放的成本比支付抵消成本更高。
它的局限性是什么: 许多碳抵消项目已被证明存在缺陷,或者在某些情况下完全无效。不符合激励结构以提供最低成本的行为导致了毫无价值的信用,这些信用更多地用于绿化公司并为核实者赚钱,而不是导致真正的减排。
碳汇
它是什么: 树是碳汇。海洋是碳汇。土壤也是碳汇。简而言之,任何从大气中吸收的CO2多于释放的东西都是碳汇。除了自然的碳汇外,将CO2注入水泥和地质形成物等人造解决方案也是碳汇的形式。
**它的局限性是什么:**就像我们不能往满满的垃圾箱里倒更多垃圾一样,一些碳汇也有限制。例如,如果海洋吸收的二氧化碳超过一定水平,海水的化学成分会发生变化,导致海洋酸化,危害海洋生态系统。其他碳汇容易受到极端天气的影响:比如今年的森林大火释放了存储在加拿大森林中的大量二氧化碳。释放了大量二氧化碳。
加蓬尼扬加密林区的一片茂密原始森林。森林是重要的碳汇。摄影师:Guillem Sartorio/Bloomberg### 造林
**它是什么:**与重新造林不同,重新造林旨在在森林土地上重新种植树木,而造林则是在最近没有森林覆盖的地区种植树木。随着这些树木的生长,它们会从大气中吸收二氧化碳。这些好处不仅有助于气候。造林还可以帮助应对荒漠化,并且清理受污染的工业遗址。
**它的局限性是什么:**造林所带来的气候收益很容易被不断增大和频繁发生的全球范围内的森林大火所抵消。此外,难以找到足够的土地种植树木,因为全球人口需要更多的空间用于住房、基础设施和粮食生产。
监测、报告和验证(MRV)
**它是什么:**取决于你问的是谁,MRV可以代表“监测、报告和验证”或“测量、报告和验证”。无论哪种情况,这个缩写都是确保CDR技术正常运行的关键部分。为了进行MRV,公司需要聘请独立的审计员来测量去除的二氧化碳数量以及其是否留在大气中。有许多技术可以做到这一点,包括在储存地点安装传感器、建立碳去除标准以及发布销售和交付的注册表。
**它的局限性是什么:**MRV没有设定的标准,所有的努力都是自愿的。因为碳去除行业还很年轻,没有多少初创公司或审计员开发出强大的MRV技术。
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增强岩石风化(ERW)
**它是什么:**粉碎某些类型的岩石并将其撒在农田上可以加快地球自然吸收碳的速度。这是一个多步骤的过程:首先,岩石中的矿物质流入溪流和河流,使水变得不那么酸性。这使得水能够吸收更多的二氧化碳,然后被浮游生物——微小的海洋生物——消耗,它们在死后将二氧化碳带到海底。除了去除碳,增强岩石风化还可以通过补充农田中的矿物质来提高作物产量。
**它的局限性是什么:**在理论上行得通的东西并不总是在现实生活中行得通。 ERW倡导者仍然需要证明这种做法可以永久地储存二氧化碳。这个过程需要数年时间,跨越许多英里,这使得测量变得困难。
海洋碱度增强(OAE)
**它是什么:**虽然ERW旨在通过在陆地上撒播岩石使水变得更碱性,但海洋碱度增强(OAE)专注于直接解决问题。在海水中溶解橄榄石和玄武岩等岩石可以帮助使海洋变得更碱性,使海水能够吸收更多二氧化碳,同时也有助于对抗海洋酸化。
**它的局限性是什么:**关于OAE还有很多未知,包括在海洋内外倾倒数百万吨岩石对海洋生态系统的影响。作为一种开放系统的碳去除方法,MRV也是一个重大挑战。
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生物炭
**它是什么:**这种类似木炭的高碳物质是通过在有限氧气环境中燃烧农业和林业废弃物而制成的,几个世纪前首次被用作肥料贫瘠土壤的技术。如今,生物炭提供了一种独特的气候解决方案。这是因为当秸秆或甘蔗残渣腐烂时,它们在生长过程中吸收的二氧化碳将被释放。但制造生物炭可以防止这种释放,将生物质转化为稳定的固体形式,理论上可以将二氧化碳锁定数百年。
**它的局限性是什么:**制造和运输生物炭可能会释放对人类健康有害的微粒物质。虽然生物炭被宣传为一种土壤添加剂,可以帮助提高农作物产量,但并非所有的田间实验都能实现农作物总产量的提高。