CCS被批评不能应对气候变化 我国要不要发展？

摘要：一份最新报告显示，大多数国际CCS/CCUS项目生命周期中产能表现不佳，有些还没达到承诺的一半，而且面临巨大财务和技术风险。我国在大力推进百万吨级CCUS项目，反对声中，CCUS何去何从？

CCS（碳捕集与封存）或CCUS（碳捕获、使用和封存），被国际能源署和政府间气候变化专门委员会等权威机构视为应对气候变化的重要工具，也被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。

更有声音认为，CCUS与新能源耦合的负排放技术将是实现碳中和目标的托底技术保障。

国际能源署表示，到2030年，每年的碳捕集能力需要增加到16亿吨二氧化碳，才能符合2050年的净零排放要求。

但是，CCUS项目也因为巨大的财务和技术风险，一直备受质疑。要将二氧化碳找到合适的储存地点，并封存几个世纪，以确保它不会回到大气中，这无论对地点的选择，还是监管和监测，都是一个巨大的挑战。

今年9月，能源经济和金融分析研究所(IEEFA)通过调查全球一些典型和旗舰CCS项目，发布了一份新报告，发现这些项目表现明显不佳，而且跟预期和设计相差很大，其中一些项目的二氧化碳捕获量仅为承诺的一半，技术和监管框架也存在很多不足。

该报告名为《碳捕集关键——经验教训》，研究了天然气、工业和电力部门的13个旗舰大型CCS或CCUS项目的历史、经济和性能。这些项目约占全球目前碳捕集总运营能力的55%。结果发现，13个项目中有 7个表现不佳，2个失败，1个被搁置暂停。

报告作者Bruce Robertson说：“CCS技术已经进行了50年，许多项目都失败了，而且还在继续失败，只有少数几个项目成功。许多国际机构和国家政府都在依靠化石燃料部门的碳捕集来实现净零排放，这根本行不通。”

CCS/CCUS究竟是延长化石燃料资产寿命的洗绿剂，还是避免灾难性气候变化后果的灵丹妙药？

01 国际多数CCUS项目表现欠佳

CCUS是指将燃烧煤、天然气、石油或木材以及工业过程中排放的二氧化碳捕获，然后，将其安全永久地封存在地下，或回收利用，以制造有用的材料，如水泥或稳定的其他矿物。

不同的地点将采用不同的碳捕获方法。有些涉及在二氧化碳高度集中的烟囱，也有些直接从空气中捕获碳。

CCS、CCUS技术在美国的新气候法案中得到大力支持，并推出了每捕获一吨二氧化碳85美元的税收抵免。其他国家（包括挪威、英国、澳大利亚）也在鼓励采用。

其实梳理全球的CCS/CCUS项目，历史上大多数是以提高石油采收率 (EOR) 为主。通过CCUS，二氧化碳作为商品出售给石油和天然气公司， 二氧化碳被加压注入现有的油气田中，使用它来提高碳氢化合物的产量，因此称为提高石油采收率。

然而，EOR本身会直接和间接地导致CO2排放。直接影响是在于压缩二氧化碳并将其泵入地下使用的燃料排放。间接影响是以这种方式生产的额外石油要么被燃烧，要么用于工业过程，两者都会导致二氧化碳排放。而如果没有EOR也不会存在这些排放。

对于CCUS用于EOR的项目，其目的是使用二氧化碳来生产更多的石油，二不是抑制CO2的排放。

气体处理一直是全球 CCS 的主要应用领域。比如通过CCS提取并去除原始天然气中含有的CO2，需要将其去除以生产可销售的气体，以便通过管道分配或在液化天然气工厂中液化以供出口。这也是该行业几十年来一直使用碳捕获技术的原因，不一定是为了实现气候友好，而是为了提高气体产量。

发电是 CCS 用于电力部脱碳的较新应用，也被称为燃烧后碳捕获。它旨在捕获燃料燃烧后的二氧化碳。战略价值在于能够用碳捕获设施改造现有的化石燃料发电厂。该应用表明它在商业上并不先进，并引发了一些环境问题。作为电力部减缓气候变化的选择，它与可再再生能源和储能相比没有成本竞争力。

IEEFA收集整理全球大部分CCS项目，其中应用在天然气加工的CCS占主导地位，约占全球总运营能力的 69%。其次是用业应用，包括钢铁、氢气、乙醇、化肥和其他化学生产，约占总产能的25%。大约 6% 的一小部分来发发电行业。

然而，这些项目中表现不佳的远超过正常运行的。比如，世界上唯一拥有CCS的大型发电站，位于加拿大的边界大坝项目（Boundary Dam）。该项目的最初目标是每年捕获约100万吨的二氧化碳，或每天3200吨。然而，该工厂实际平均每年捕获最多在61.5万吨。该项目运营商萨斯克电力公司公布的数据显示，迄今为止，边界大坝3号的平均二氧化碳捕获率约为50%，而不是目标的90%。

然而，这些项目中表现不佳的远超过正常运行的。比如，世界上唯一拥有CCS的大型发电站，位于加拿大的边界大坝项目（Boundary Dam）。该项目的最初目标是每年捕获约100万吨的二氧化碳，或每天3200吨。然而，该工厂实际平均每年捕获最多在61.5万吨。该项目运营商萨斯克电力公司公布的数据显示，迄今为止，边界大坝3号的平均二氧化碳捕获率约为50%，而不是目标的90%。

电力行业近90%的CCS项目在实施阶段就失败了，或者提前中止了—包括美国的Petra Nova和Kemper煤气化电厂，此外，大多数项目都没有按照理论设计的捕获率运行。因此，该行业普遍声称的90%的减排目标在实践中是无法实现的。

报告中还包括的两个失败的项目，包括密西西比州的Kemper煤炭CCS项目，该项目被长期拖延，最终于2017年放弃了建设。

最后，报告得出以下几个结论：

1.失败的/表现不佳的项目大大超过了成功的经验。

2.成功的CCUS例外情况主要存在于为化石燃料工业服务的天然气加工部门，但这导致了进一步的排放。

3.在天然气加工行业应用CCS/CCUS的房间里有一头隐藏的大象——范围3的排放仍然没有被计算在内。

4.捕获的碳大多被用于提高石油采收率（EOR）：提高石油产量并不是气候解决方案。

5.将碳捕集作为延长化石燃料发电厂寿命的绿灯是一个重大的财政和技术风险：历史证实了这一点。

6.在排放难以减少的行业（如水泥），CCS的一些应用可以作为一个临时的部分解决方案进行研究，但要仔细考虑。

不过，爱丁堡大学 CCS 教授Stuart Haszeldine对此表示：“CCS 可能并不完美，但它是现在需要采取的众多行动之一。”

02 中国要不要发展CCUS？

CCS被认为是一个托底技术，它的存在，是建立在煤炭、天然气和石油等化石燃料不可能完全替代的基础之上，再加上钢铁、水泥制造等重工业排放，也需要用到碳捕集技术，所以，业界大多数专家认为，CCS对碳中和目标实现，是至关重要的，但问题也是存在的。

我国CCS总体上仍处在研发和示范阶段，目前仍存在许多制约其发展的突出问题，包括能耗和成本过高、可持续发展效益不显著、长期封存的安全性和可靠性等。

国家发改委明确提到开展CCUS试点项目的行业涉及火电、煤化工、水泥和钢铁行业。“十四五”时期，中国国有石化企业将加大建设力度实现CCUS产业化发展。截至目前，中国石化实施二氧化碳驱油项目36个。

相关专家表示，在碳中和目标下，CCUS的定位、作用和发展路径都需要更新，更加全面的发挥不可或缺的作用，一是为零碳能源系统提供大规模减排支撑，二是为钢铁水泥等过程性工业深度脱碳提供支撑，三是发挥负排放潜力为整体碳中和提供支撑。

我国过去建成的CCUS示范项目多以几吨到十万吨规模为主。近年来CCUS项目规模实现大跨越，国内首个百万吨级CCUS项目——“齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目”正式注气运行，标志着我国CCUS产业开始进入技术示范中后段——成熟的商业化运营。中国石油在今年2月启动300万吨CCUS重大工程示范项目；广汇能源300万吨CCUS项目在今年3月正式开工建设……

但成本高昂是目前大众对于CCUS行业的普遍认知，也是一个谈到CCUS不可回避的问题。CCS/CCUS的高成本是由于在CO2从源头输送、地下作业和社会经济因素方面有许多不确定性因素，这可能会导致初始较低的存储率和较高的成本。

但北京师范大学中国绿色发展协同创新中心执行主任张九天表示：“规模上去了，成本就会下来了，规模效益便会显现出来。再往前走一走，我们就离产业集群模式越来越近了。”

“十四五”是探索大规模、经济可行CCUS项目的窗口期。在政府提供政策支持和引导的同时，鼓励企业探索更多符合中国国情的创新性CCUS模式。各部委需要加强协调，加大政策支持力度，创造一个有利于项目可以获得绿色融资和气候投融资的环境。