碳捕集技术的未来是什么？——《华尔街日报》

在碳捕获技术中，二氧化碳在进入大气前从化石燃料中被截获。图为位于加拿大阿尔伯塔省埃德蒙顿附近的壳牌Quest碳捕集与封存设施。图片来源：Jason Franson/彭博新闻社当前正大力开展减少二氧化碳排放的努力，这种气体是全球变暖的主因。关键目标是摆脱在发电及其他工业过程中使用石油、天然气和煤炭，这些过程会以副产品形式释放二氧化碳。

但另一种尚处早期阶段的策略，是在二氧化碳进入大气前从化石燃料中捕获并将其封存于地下深处。目前，这项技术（涉及使用化学物质吸收废气中的碳）成本高昂且能耗巨大。此外，获批的封存场地稀缺。但部分专家认为，要实现碳减排目标，此类方法不可或缺。

另一些人则认为，碳捕获是对更快转向绿色能源（从源头避免污染物产生）这一目标的浪费性干扰。

《华尔街日报》邀请三位专家探讨碳捕集与封存技术（CCS）：麻省理工学院土木与环境工程教授Charles Harvey、波士顿环保组织"清洁空气任务组"全球碳捕集总监Benjamin Longstreth，以及哈佛大学科学史教授兼地球与行星科学联席教授Naomi Oreskes。

以下是我们线上对话的编辑摘录。

宏观视角

**华尔街日报：**应对全球变暖是否需要碳捕获技术？

**娜奥米·奥雷斯克斯：**将碳捕获并封存地下的构想显然具有吸引力。如果我们能在经济可行的同时逐步淘汰化石燃料以遏制问题恶化，那将非常理想。但现实并非如此。

娜奥米·奥雷斯克斯实际情况是，美国政府通过45Q碳捕获税收抵免政策，为已享受巨额补贴的化石燃料行业创造了新的补贴渠道。这些抵免主要流向公开宣称将继续使用化石燃料的能源公司，这无异于为夕阳产业续命。

长远来看，碳捕获或许能成为修复（理想情况下甚至逆转）气候变化的解决方案之一。但当前它转移了人们对当务之急的注意力——我们必须逐步减少并最终基本淘汰造成碳污染的化石燃料。

**华尔街日报：**本，碳捕获技术是否已成为主要使化石燃料公司受益的干扰项？

**本杰明·朗斯特雷思：**碳捕获激励政策并非补贴。企业持续开采销售化石燃料源于市场需求，而非国会通过的污染治理税收抵免。这些激励措施也并未挤占风能太阳能的投资空间。

事实恰恰相反。我们之所以能通过可再生能源的激励措施，是因为这些措施与碳捕获和核能的激励措施捆绑在一起。不同的支持群体分别支持碳捕获、可再生能源和核能。

为了最大化实现脱碳目标的可能性，我们需要一套全面的脱碳工具组合，而碳捕获是其中的关键部分。

**华尔街日报：**查理，我们是否需要将碳捕获作为应对全球变暖的工具之一？？

查尔斯·哈维**查尔斯·哈维：**十五年前，我曾是一家专注于碳捕获与封存公司的成员之一。我们向投资者成功推销的观点是：CCS是一项成熟技术，能以最低成本减少工业排放。公司前五年发展顺利。但随着可再生能源和储能成本暴跌，到2014年，我们已无法诚实宣称CCS仍是减排的优选方案。

过去十五年间，数十亿纳税人资金被浪费在未能实现任何碳封存的地质封存项目上。已封存的少量碳几乎全部用于提高石油采收率——即通过向油田注入二氧化碳来挤压出更多原油。

**华尔街日报：**本，你是否同意纳税人资金在CCS项目上被浪费？对于目前大多数CCS技术被用于提高石油开采量的事实，你有何看法？

**朗斯特雷思：**政府支持在推动新型气候技术发展中起着关键作用。可再生能源和电动汽车领域如此，碳捕集技术亦然。这是因为早期项目往往伴随着较高风险。

值得注意的是，当前碳捕集领域的主要资金来源——45Q税收抵免——属于生产税收抵免，即只有在二氧化碳被成功捕集封存后才会生效。这种制度设计从根本上避免了纳税人资金的浪费。

关于强化采油技术，近期碳捕集领域的项目几乎都聚焦于不涉及强化采油的地质封存。即便新项目采用强化采油技术，所捕集的二氧化碳也将替代目前从天然地下矿藏中开采的二氧化碳。

重点行业应用

**华尔街日报：**对于某些行业而言，碳捕集与封存是否是其减少二氧化碳排放的唯一可行方案？

本杰明·朗斯特雷思**朗斯特雷思：**水泥、钢铁和化工行业必须依靠碳捕集技术实现脱碳。以水泥生产为例，60%的排放属于工艺排放，这意味着无论采用何种燃料加热石灰石，这部分排放都不可避免。换言之，即便改用其他燃料，我们仍需通过碳捕集来实现水泥制造过程的脱碳。

许多其他工业流程涉及化学反应，这些反应在制造产品过程中不可避免地会释放二氧化碳。未来或许能找到大规模生产这些产品且不造成污染的方法，但在此之前我们将排放过多碳——当下应尽可能利用碳捕集技术实现脱碳。

**哈维：**钢铁行业清晰地展示了补贴碳捕集技术如何扼杀那些本就不产生二氧化碳的创新技术。钢铁行业难以脱碳，因为传统方法需要高温并使用焦炭。私人资本正流向零碳解决方案。如果我们大规模补贴钢铁行业的碳捕集，将会阻碍那些不产生二氧化碳的潜力技术发展。

**朗斯特雷思：**现实是污染问题严峻到足以让所有技术都有用武之地。我们现在可以利用碳捕集减少钢铁厂污染，同时未来仍会有大量机会让新技术进入低碳钢铁市场。利用碳捕集技术当下减排，并不会阻碍潜力技术的发展。

封存难题

**华尔街日报：**被捕集的二氧化碳将储存在何处？当这种气体被注入地下深处液化后，是否存在防泄漏且永久性的封存场所？

**朗斯特雷思：**是的，存在这样的场所。石油和天然气等流体已在地下封存数百万年的事实证明，流体可以长期存留于地下。我们尤其知道二氧化碳能在地下封存数千年，因为原始二氧化碳的大型聚集区已被封存了数百万年。

美国环境保护局关于二氧化碳地质封存的规定要求对地质条件进行细致分析，以证明注入的CO2将长期封存于地下，并通过全面监测来验证实际封存效果。

在美国，我们已向地质构造中注入超十亿吨二氧化碳用于强化油气开采。目前尚无记录显示CO2渗入地下饮用水源的案例。

**奥雷斯克斯：**查理和我都是地质学家，我们可以肯定地说，世界上不存在能永久"绝对防漏"的气体封存场所。

枯竭油气田看似是理想的封存选择，但其地质条件已发生根本变化。钻井形成的孔道如同直达地表的短路通道。虽然这些井口会被封堵，但石油工业百年经验表明，井漏现象难以杜绝。

况且CO2的物理性质与原油截然不同。能安全封存原油数百万年的储层，未必能有效禁锢CO2。

本提到"尚无CO2渗入地下水源的记载"，但现有监测体系是否足以发现泄漏尚存疑问。

管道运输难题

**华尔街日报：**接下来探讨如何将捕获的碳运至封存场址。现有管道基础设施远不能满足需求。

**哈维：**现有管道用于将地质二氧化碳输送至强化采油区。我们需要为工业源建立新的管网网络。成本过高且社区抵制强烈。通过风能、太阳能、储能技术、交通电气化、热泵、改进农林实践、建筑保温、提升能效、杜绝甲烷泄漏及电网升级等措施，能以更低成本更高效地实现减排。

**朗斯特雷思：**美国现有5000多英里二氧化碳输送管道，已安全运行50年。我们有能力审慎建设所需的新增管道，并通过深入社区参与实现这一目标。

我们依赖的脱碳技术均需配套大规模建设。要实现气候目标，无论是输电线路还是二氧化碳管道，这类基础设施建设都不可或缺。

**奥雷斯克斯：**我无法认同本的乐观看法。近年来因部落自治权、地方治理权和私有财产权屡遭严重侵犯，公众对管道的抵制情绪正急剧升温。

**朗斯特雷思：**娜奥米关于管道阻力增大的观点是正确的，但主要针对化石燃料输送管道。事实上我们已成功建设了所需的大部分管道——美国现有200多万英里燃料管道，而碳管理所需的新建管道里程仅需其中极小部分。

**华尔街日报：**对于查理认为建设二氧化碳管道成本过高的观点，您怎么看？这笔费用该由谁承担？

**朗斯特雷思：**二氧化碳管道及地质封存的成本并非不可承受。能源部最新评估显示，在多个污染源共享长距离管道的情况下，每运输一吨二氧化碳的建造运营成本可低至5美元。这是污染行业完全能承担的费用。

事实上许多污染源附近就具备封存地质条件，只需建造更短更经济的管道。若将碳捕集与查理推崇的技术结合，整体脱碳成本会更低。

联邦资金支持

**华尔街日报：**近期联邦立法中数十亿美元的碳捕集封存(CCS)资金会改变行业前景吗？还是可能造成浪费？

**朗斯特雷思：**两党基础设施法案和《降低通胀法案》的资金将极大推动碳捕集产业成型。关键在于水泥、钢铁、发电厂等多行业的实际应用，首批项目将有效降低首创风险与成本。

据测算，现有激励政策有望使2030年前实现年捕集1亿吨，甚至可能达3亿吨。这一规模将助力实现联合国政府间气候变化专门委员会和国际能源署设定的宏伟目标。

**奥雷斯克斯：**我担心45Q税收抵免政策会适得其反。按目前条款，该政策将助长化石燃料行业持续存在，并造成其碳捕集项目是气候解决方案的错误印象。

**华尔街日报：**那么从大气中直接捕集二氧化碳的早期技术（即直接空气捕集）呢？这种成本极高且耗能巨大的技术能否实现可行性？

**哈维：**自然过程会清除大气中大部分排放。若没有这些碳汇，情况将更糟。但我们仍可能需要移除更多碳。不过，每吨二氧化碳花费500美元以上进行直接空气捕集是荒谬的——这意味着每加仑汽油燃烧产生的二氧化碳需要6美元清理费。

**奥雷斯克斯：**减缓并最终阻止灾难性气候变化的唯一方法是停止向大气排放碳污染。当然，假设我们能稳定并消除碳排放（这是个重大假设），届时我们或许能尝试修复部分损害——即从大气中移除二氧化碳。因此我支持联邦政府资助大型项目来降低该技术成本。

**朗斯特雷思：**二氧化碳移除技术确实可行。但从烟囱捕集碳的成本几乎总是更低，因为其二氧化碳浓度比大气中高出数十倍。因此我们必须通过碳捕集封存等一切可用手段尽快减少碳污染。

巴特·齐格勒是《华尔街日报》前编辑。可通过[email protected]联系他。

刊登于2023年11月30日印刷版，标题为《碳捕集技术的未来是什么？》。