CCUS對全球清潔能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要(照片:Shutterstock)
最近舉行的全球最大碳捕集活動 - 溫室氣體技術(shù)峰會(GHGT)是一個反思能源模型愿望與實際投資現(xiàn)實之間最大差距的證明。
在某些圈子里,寫下這項技術(shù),碳捕獲,利用和存儲(CCUS)是時髦的。
一些懷疑是可以理解的。自2009年以來,第一個IEA CCS路線圖令人清醒地閱讀。與一年前通過的8國集團承諾相一致,該報告預(yù)計到2020年CCS項目的發(fā)電總量將達到22吉瓦,工業(yè)將達到1.7億噸。隨著時間的推移,CCS目前的狀態(tài)遠遠低于這些目標(biāo): 0.4吉瓦的功率和約3200萬噸的工業(yè)。
但我們不應(yīng)該忽視這項技術(shù) - 事實上,CCUS將對全球清潔能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要,這就是國際能源署于11月28日在愛丁堡與英國政府舉行重大CCUS峰會的原因,將各國政府和工業(yè)界聯(lián)合起來讓技術(shù)重新開始。
從理論上講,沒有CCUS就可以實現(xiàn)氣候目標(biāo)。最近公布的IPCC報告有一條途徑(P1),通過強調(diào)對能源需求的限制,在沒有CCS的情況下實現(xiàn)氣候穩(wěn)定。然而,這條路徑導(dǎo)致能源需求下降到一定程度,正如IPCC右側(cè)所強調(diào)的那樣是前所未有的。例如,在這種情況下,從今天到2030年的石油需求年均下降幅度將是2008/2009年每桶140美元和全球金融危機引發(fā)的下降幅度的兩倍。
強有力的能源效率無疑是任何嚴肅的氣候政策的第一個支柱,并且非常適合IEA的分析。例如,在我們的能源技術(shù)展望中,到本世紀中葉,高速列車網(wǎng)絡(luò)取代了美國國內(nèi)航空的三分之一。即使有這樣的假設(shè),石油需求的下降也比上??述IPCC情景所要求的要慢得多。在沒有全球合作和自下而上的自愿生活方式改變的經(jīng)濟衰退的情況下實現(xiàn)這一目標(biāo)是非??扇〉?。盡管如此,古希臘戲劇今天如此令人愉快,正是因為人性的變化遠遠小于我們的技術(shù)能力。我們最好有技術(shù)解決方案,以應(yīng)對人類在未來20年內(nèi)保持不變的可能性。
在這個階段,消除一些誤解也是有用的。碳捕獲不是風(fēng)能和太陽能部署的替代方案,不應(yīng)該停止將化石燃料的投資重新分配給清潔能源。像IEA 可持續(xù)發(fā)展情景這樣可靠的氣候穩(wěn)定途徑將風(fēng)能和太陽能作為轉(zhuǎn)型的支柱,在當(dāng)前投資活動之上的部署方式有著驚人的規(guī)模擴張,這將擴大動員投資的限制并需要對電網(wǎng)進行重大改變。
同樣,CCUS也不是停止投資重新分配的借口。從財務(wù)角度來看,迄今為止最大的化石燃料資產(chǎn)是石油上游,與運輸密切相關(guān),由于分散和移動排放源,CCUS不會發(fā)揮任何有意義的作用。CCUS的最大應(yīng)用可能是煤炭,其上游的財務(wù)估值較小。
即使對于煤炭,人們將“一切照舊”的軌跡與可持續(xù)發(fā)展情景進行比較,大約85%的煤電廠減排來自效率和可再生能源,導(dǎo)致更少的煤電廠運行更少的時間,只有少數(shù)的捕獲連續(xù)運行的排放物。
CCUS的作用是不同的,并側(cè)重于克服三個經(jīng)常被忽視的不對稱性。首先是煤炭的年齡特征。有些國家實施煤炭淘汰政策,但它們往往是像英國一樣,煤炭開采在一個世紀前達到頂峰,最后的煤電廠建于20世紀70年代。然而,由于亞洲發(fā)展中國家的巨大投資浪潮,全球三分之一的煤電廠不到10年。它們各自代表著20億美元的資本投資,運行在廉價,分布均勻且地緣政治安全的能源上。鑒于他們在能源安全方面的作用,把他們?nèi)筷P(guān)閉是不切實際的。使用CCUS對它們進行改造可能是一種可行的替代方案。
第二個不對稱是風(fēng)能和太陽能的真正驚人成功和重工業(yè)低碳選擇的緩慢進展,占全球排放量的三分之一。要生產(chǎn)沒有碳排放的鋼材,就需要相當(dāng)于加利福尼亞州的所有太陽能電池板來生產(chǎn)氫氣,并在煉鋼中使用它代替煤炭 - 所有這些都用于單一的鋼鐵廠。這是可能的,當(dāng)然值得研究和創(chuàng)新,但不應(yīng)該被視為一個明顯的廉價和簡單的替代品。
第三個不對稱是在當(dāng)前的能源系統(tǒng)勢頭和氣候科學(xué)的矛盾的事實之間。在沒有社會和政治態(tài)度的突然轉(zhuǎn)變的情況下,二氧化碳濃度將提高,并且需要從空氣中去除碳。
GHGT峰會展示了一種緊迫感,對挑戰(zhàn)規(guī)模的理解,以及由于政策和技術(shù)的積極發(fā)展而產(chǎn)生的“這次真正的感覺”的激動人心的混合體。最重要的政策發(fā)展是在美國,它為碳儲存和利用引入了新的投資激勵措施。
重要的是,雖然以前的方法傾向于支持特定項目,精心挑選技術(shù)和具有混合跟蹤記錄的位置,但新政策是基于廣泛的稅收激勵措施,為避免排放提供價值并釋放私人的創(chuàng)造力和創(chuàng)新性。對于那些被大公司聘為CCS業(yè)務(wù)發(fā)展主管的人來說,這是一個令人耳目一新的事,不久前就不可能實現(xiàn)這個職位。許多新的美國捕撈投資似乎都是用于天然氣而不是煤炭,鑒于美國經(jīng)濟正在發(fā)生的天然氣革命,這是可以理解的。
GHGT也得到了中國的強烈參與和承諾,中國占全球煤炭需求的一半,有最先進的煤炭技術(shù)。中國向CCUS邁出了第一步,目前正在開發(fā)第一個大規(guī)模綜合煤轉(zhuǎn)化/碳捕集項目。它采用非常智能的方法,專注于捕獲從煤到化學(xué)過程的幾乎純凈的二氧化碳流,從而實現(xiàn)該國豐富的煤炭資源的高附加值和清潔利用。改變游戲規(guī)則是一個過度使用的術(shù)語,但中國以系統(tǒng)的方式轉(zhuǎn)向CCUS肯定有資格獲得它。
同樣非常明顯的是,技術(shù)和商業(yè)模式的創(chuàng)新如何重塑CCUS的前景,特別是碳捕獲與氫之間的相互作用。對氫的戰(zhàn)略興趣的復(fù)蘇與碳捕獲以多種方式密切相關(guān)。最基本的是氫的來源是化石燃料,一噸氫排放的二氧化碳超過10噸。