基于CCS的人為二氧化碳移除技術(shù)

基于CCS的人為二氧化碳移除等技術(shù)。對這些技術(shù)的推動(dòng)在一些國家和自愿碳市場取得了顯著進(jìn)展。然而，這些技術(shù)的可推廣性以及潛在風(fēng)險(xiǎn)方面仍存在不確定性,與其他可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之間的權(quán)衡關(guān)系也尚不明朗。中國有能力在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合本國國情進(jìn)一步豐富各類CDR手段，同時(shí)確保減排工作不受影響。需要對CDR備選方案的效果和影響進(jìn)行全面評估，為政策決策提供依據(jù)。要建立專門的研究、開發(fā)、梁希倫敦大學(xué)學(xué)院斯蒂芬·史密斯魏仲加德國國際與安全事務(wù)研究所牛津大學(xué)德國聯(lián)邦環(huán)境署*本討論文件由作者以個(gè)人身份起草。本討論稿中表達(dá)的觀點(diǎn)和意見僅代表作者本人，不代表其所在組織和國合會的觀點(diǎn)和意見。23231.2定義1.2定義基于CCS的人為二氧化碳移除1CDR是指人類有意識地從大氣中移除二氧化碳并將其持久地儲存在地質(zhì)、陸地或海洋儲層或產(chǎn)1.1CDR是實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)的必要條件BECCS是"結(jié)合了生物質(zhì)在生長過程中對大氣中碳的自然隔離和對該生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源時(shí)所排放的二氧化碳進(jìn)行捕獲和地質(zhì)封存。如果在整個(gè)BECCS價(jià)值鏈中，捕獲并永久封存的二氧化碳多于1.1CDR是實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)的必要條件BECCS是"結(jié)合了生物質(zhì)在生長過程中對大氣中碳的自然隔離和對該生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源時(shí)所排放的二氧化碳進(jìn)行捕獲和地質(zhì)封存。如果在整個(gè)BECCS價(jià)值鏈中，捕獲并永久封存的二氧化碳多于目標(biāo)相匹配的綜合評估模型情景中，BECCS占據(jù)了主導(dǎo)地位。DACCS指從大氣中捕獲空氣中的二近年來，CDR得到的政治支持與日俱增。聯(lián)合國秘書長明確呼吁支持開發(fā)CDR學(xué)家和工程師們緊急關(guān)注二氧化碳的移除和封存，安全、可持續(xù)地處理最難清潔的重工業(yè)所產(chǎn)生的最終排放。我敦促各國政府給予他們支持。但我要明確一點(diǎn)：這些技術(shù)并非靈丹妙藥；它們不能替必須明確區(qū)分CDR、碳捕集與封存（CCS）、碳捕集與利用（CCU）三者的差異。將CCS應(yīng)用于將化石燃料排放點(diǎn)源的二氧化碳進(jìn)行地質(zhì)封存，是不能降低大氣中二氧化碳濃度的。然而，如果是捕獲大氣中的二氧化碳，則在不同的是，捕集的二氧化碳隨后將用于生產(chǎn)其他產(chǎn)品，如合成燃料、化學(xué)品和建筑材料。大多數(shù)CCU產(chǎn)品最終將被燃燒，從而將二氧化碳重新釋放到大氣中。CCU最多也只能延遲排放的時(shí)間，具體取決于產(chǎn)品的壽命和工藝鏈的碳足引起了嚴(yán)重關(guān)切，因?yàn)檫@種做法給石油和天然氣行業(yè)的繼續(xù)運(yùn)營提供了合法性1.3中國可利用現(xiàn)有知識豐富其CDR組合行動(dòng)。中國為林業(yè)部門制定了激勵(lì)政策和監(jiān)管框架，例如將其納入的CDR，例如通過《海洋負(fù)碳排放倡議》所做的工作(ONCE,2024年)45基于CCS的人為二氧化碳移除所有CDR舉措都是風(fēng)險(xiǎn)和收益并存，尤其是在大規(guī)模部署的情況下。再造林/植樹造林可為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生計(jì)帶來共同效益，但也有風(fēng)險(xiǎn)，如對農(nóng)業(yè)用地和水資源的競爭、碳儲存的持久性比因此，必須擴(kuò)大CDR組合，以滿足規(guī)模要求，并盡量減少風(fēng)險(xiǎn)和權(quán)衡。盡管中國已對新型CDR進(jìn)行了大量研究（見第2章），但對于其在中國脫碳途徑中的具體貢獻(xiàn)，目前還沒有官方信息和達(dá)成1.4本討論文件的范圍和目的本文將重點(diǎn)討論BECCS和DACCS這兩種新型CDR方法，原因有二：1)要進(jìn)展；2)近年來，CCS和CCU在中國受到的關(guān)注與日俱增。CDR與CCS和CCU之間的混淆會所有CDR舉措都是風(fēng)險(xiǎn)和收益并存，尤其是在大規(guī)模部署的情況下。再造林/植樹造林可為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生計(jì)帶來共同效益，但也有風(fēng)險(xiǎn)，如對農(nóng)業(yè)用地和水資源的競爭、碳儲存的持久性比因此，必須擴(kuò)大CDR組合，以滿足規(guī)模要求，并盡量減少風(fēng)險(xiǎn)和權(quán)衡。盡管中國已對新型CDR進(jìn)行了大量研究（見第2章），但對于其在中國脫碳途徑中的具體貢獻(xiàn)，目前還沒有官方信息和達(dá)成1.4本討論文件的范圍和目的本文將重點(diǎn)討論BECCS和DACCS這兩種新型CDR方法，原因有二：1)要進(jìn)展；2)近年來，CCS和CCU在中國受到的關(guān)注與日俱增。CDR與CCS和CCU之間的混淆會英國：英國于2021年發(fā)布了《凈零排放戰(zhàn)略》，目標(biāo)是到2030年每年工程性移除量達(dá)到52.1政府支持快速增長，主要在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體各國的政策工具各不相同，包括稅收抵免、公共采購和監(jiān)管性措施等，以及研究、開發(fā)及示范美國：在美國實(shí)現(xiàn)凈零排放的長期戰(zhàn)略中（美國國務(wù)院，2021年目標(biāo)是到2050年達(dá)到每年約10億噸二氧化碳CDR的水平。為支持這一目標(biāo)，美國采取了一系列財(cái)政和公共采購措施，特別是通過美國稅法的45Q條款增加了《通脹削減法案》對DACCS的支持，并通過《基礎(chǔ)設(shè)施投資2.1政府支持快速增長，主要在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體各國的政策工具各不相同，包括稅收抵免、公共采購和監(jiān)管性措施等，以及研究、開發(fā)及示范美國：在美國實(shí)現(xiàn)凈零排放的長期戰(zhàn)略中（美國國務(wù)院，2021年目標(biāo)是到2050年達(dá)到每年約10億噸二氧化碳CDR的水平。為支持這一目標(biāo)，美國采取了一系列財(cái)政和公共采購措施，特別是通過美國稅法的45Q條款增加了《通脹削減法案》對DACCS的支持，并通過《基礎(chǔ)設(shè)施投資以平衡難減排部門的剩余排放量?！豆I(yè)碳管理戰(zhàn)略》還列出了BECCS和DACCS的潛在政策選項(xiàng)），2.2監(jiān)測、報(bào)告和核查對于推廣新型CDR至關(guān)重要健全的監(jiān)測、報(bào)告和核查（MRV）系統(tǒng)對于支持新型CDR的推廣至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兛梢詭椭退綘I部門做出監(jiān)管和投資決策。因此，開發(fā)MRV體系是將新型CDR納入氣候政策和市場的第一步。目前，除了BECCS和生物炭之外，還沒有針對新型CDR措施的指南，相關(guān)的MRV規(guī)在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》層面上，目前正在努力為人為碳移除制定健全的核算規(guī)則，包6767基于CCS的人為二氧化碳移除CDR.fyi進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查（2024年）顯示，購買方主要來自金融和信息技術(shù)部門，其動(dòng)機(jī)是幫助加快CDR行業(yè)的規(guī)模發(fā)展。一個(gè)突出的例子是微軟公司，該公司計(jì)劃在2030年擁有每年超過5CDR.fyi進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查（2024年）顯示，購買方主要來自金融和信息技術(shù)部門，其動(dòng)機(jī)是幫助加快CDR行業(yè)的規(guī)模發(fā)展。一個(gè)突出的例子是微軟公司，該公司計(jì)劃在2030年擁有每年超過5Fuss等人（2024年）認(rèn)為，自愿市場可能無法為CDR的推廣提供足夠并制定必要的MRV規(guī)范。長期來看，自愿市場仍然可以作為CDR的一個(gè)小眾市場，用于鼓勵(lì)創(chuàng)新3.中國發(fā)展BECCS和DACCS的主要挑戰(zhàn)和機(jī)遇盡管在直接空氣捕獲和生物質(zhì)相關(guān)領(lǐng)域中尚存在知識缺口，但BECCS和DACCS的MRV都已取得2.3研發(fā)和示范投資通常而言，一項(xiàng)新型技術(shù)從首次商業(yè)部署到廣泛運(yùn)用需要20年左右時(shí)間。因此，DACCS和用于CDR尤其是新型CDR研發(fā)示范的公共資金不斷增加，特別是通過"國際創(chuàng)新使命計(jì)劃"3.1經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行性●DACCS雖然在技術(shù)上是可行的，但由于大氣中的二氧化碳濃度相對較低，這意味著需要投入成本估算存在很大的不確定性。據(jù)美國國家學(xué)院(2019)估計(jì)，基于固體吸附劑和基年）。據(jù)最新的一些研究預(yù)測，到2050年，●DACCS雖然在技術(shù)上是可行的，但由于大氣中的二氧化碳濃度相對較低，這意味著需要投入成本估算存在很大的不確定性。據(jù)美國國家學(xué)院(2019)估計(jì)，基于固體吸附劑和基年）。據(jù)最新的一些研究預(yù)測，到2050年，●BECCS與DACCS不同之處是，能產(chǎn)生市場化的能源產(chǎn)品（如電力、液體燃料和氫等），除術(shù)上已經(jīng)成熟并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化（例如，生物乙醇生產(chǎn)，煤電廠、紙漿和造紙廠、水泥廠和煉鋼●BECCS和DACCS的實(shí)施取決于CCS基礎(chǔ)設(shè)施的存在。據(jù)估計(jì)，全球地質(zhì)封存潛力似乎足際能源署,2021年)，只是還需要更多的投資來開發(fā)充足的二氧化碳運(yùn)輸和封存基礎(chǔ)設(shè)施(國2.4自愿市場的角色自愿市場在創(chuàng)造需求和為萌芽初期的產(chǎn)業(yè)提供資金方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)數(shù)據(jù)平臺CDR.fyi報(bào)告（《2023年回顧報(bào)告》新型CDR的購買量自2020年起每年增長五倍以上。2023年，導(dǎo)地位(森林趨勢組織的“生態(tài)系統(tǒng)市場”平臺,2024年)。目前，新型CDR信用額的數(shù)量加權(quán)平8基于CCS的人為二氧化碳移除際能源署,2024年)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，CCS被認(rèn)為基本沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)(Mahjour和際能源署,2024年)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，CCS被認(rèn)為基本沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)(Mahjour和3.2可持續(xù)性障礙●BECCS的應(yīng)用主要受限于可持續(xù)生物質(zhì)原料的可獲得性，這引發(fā)了對農(nóng)業(yè)用地、水資源的競爭以及土地轉(zhuǎn)換造成的生物多樣性損失的擔(dān)憂。生物質(zhì)的生產(chǎn)（如使用化肥）、加工、運(yùn)輸和●大規(guī)模部署DACCS需要大量吸附劑材料和大量能源投入，可能會占到當(dāng)今全球能源產(chǎn)量的須使用可再生能源，因此會增加對相關(guān)原材料的需求。DACCS設(shè)施選址的要求是要能獲得脫碳電力。此外，對土地和水的需求也是制約其在中國大規(guī)模發(fā)展的重要因素。要從空氣中過濾13.3社會和政治障礙●道德風(fēng)險(xiǎn)。對CDR的主要擔(dān)憂之一是，它有可能拖延減排努力，并為化石燃料行業(yè)的運(yùn)營2022年)。目前已有一些解決方案的建議來降低這種風(fēng)險(xiǎn)，例如分別設(shè)定減排和人為碳移除的與森林項(xiàng)目相比，BECCS和DACCS更容易證明額外性，因?yàn)?一切照常"會從大氣中移除二氧化碳"。但是證明額外性需要進(jìn)行生命周期分額外的能源投入、運(yùn)輸和土地干擾、肥料使用等）。不同的CDR方法具有不同的封存持久性，這關(guān)系到將是否以及如何將CDR與強(qiáng)制碳市場聯(lián)系起來，因?yàn)榫蜌夂蛴绊懞统杀尽袢狈τ嗅槍π缘恼咧С趾蛣?chuàng)新。DACCS和BECCS的技術(shù)發(fā)展主要由私營部門的倡議和通過自愿市場實(shí)現(xiàn)的凈零或凈負(fù)承諾所推動(dòng)。目前，少數(shù)政府已開始明確CDR在國內(nèi)氣候政策中3.4優(yōu)勢與機(jī)遇●如第1.3章所述，現(xiàn)有的傳統(tǒng)CDR監(jiān)管和激勵(lì)政策框架為中國擴(kuò)大CDR技術(shù)范圍奠定了基礎(chǔ)。中國還有其他優(yōu)勢：在過去20年間，中國是CDR研究出版物的最大貢獻(xiàn)者（30%），主要集中在生物炭和土壤固碳領(lǐng)域的研究。在專利方面，中國非常重視傳統(tǒng)的CDR，但最近包括BECCS在內(nèi)的幾種CDR方法的專利數(shù)量也在不斷增加。中國的CDR專利份額與其在全球氣候變化減緩專利中的份額相同。此外，中國在推動(dòng)綠色技術(shù)創(chuàng)新和降低成本方面也有許多值得學(xué)●中國當(dāng)前正在擴(kuò)大強(qiáng)制市場、重新開放自愿市場，這為開發(fā)和測試新型CDR措施的MRV以及支持研發(fā)和示范提供了機(jī)會。這也將使中國能夠積極參與《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第6●“十五五”規(guī)劃和即將出臺的新NDC為中國提供了機(jī)遇，可將新型CDR納入總體綠色轉(zhuǎn)型●在“十五五”規(guī)劃中，中國可考慮在實(shí)現(xiàn)國家雙碳目標(biāo)的總體戰(zhàn)略背景下制定一個(gè)CDR路●中國可將新型CDR納入相關(guān)雙邊（如與歐盟和英國）和多邊合作機(jī)制（如氣候(32)全球碳捕集與封存研究所(2023).“洞察與評論”.(35)Grubert,E.,&Talati,S.(2023).無約束的盈利性人為二氧化碳移除的扭曲效應(yīng)以及早期治理干預(yù)的必要基于CCS的人為二氧化碳移除