CCUS對全球清潔能源轉型至關重要(照片:Shutterstock)
最近舉行的全球最大碳捕集活動 - 溫室氣體技術峰會(GHGT)是一個反思能源模型愿望與實際投資現實之間最大差距的證明。
在某些圈子里,寫下這項技術,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,該報告預計到2020年CCS項目的發電總量將達到22吉瓦,工業將達到1.7億噸。隨著時間的推移,CCS目前的狀態遠遠低于這些目標: 0.4吉瓦的功率和約3200萬噸的工業。
但我們不應該忽視這項技術 - 事實上,CCUS將對全球清潔能源轉型至關重要,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,將各國政府和工業界聯合起來讓技術重新開始。
從理論上講,沒有CCUS就可以實現氣候目標。最近公布的IPCC報告有一條途徑(P1),通過強調對能源需求的限制,在沒有CCS的情況下實現氣候穩定。然而,這條路徑導致能源需求下降到一定程度,正如IPCC右側所強調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,在我們的能源技術展望中,到本世紀中葉,高速列車網絡取代了美國國內航空的三分之一。即使有這樣的假設,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濟衰退的情況下實現這一目標是非常可取的。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能力。我們最好有技術解決方案,以應對人類在未來20年內保持不變的可能性。
在這個階段,消除一些誤解也是有用的。碳捕獲不是風能和太陽能部署的替代方案,不應該停止將化石燃料的投資重新分配給清潔能源。像IEA 可持續發展情景這樣可靠的氣候穩定途徑將風能和太陽能作為轉型的支柱,在當前投資活動之上的部署方式有著驚人的規模擴張,這將擴大動員投資的限制并需要對電網進行重大改變。
同樣,CCUS也不是停止投資重新分配的借口。從財務角度來看,迄今為止最大的化石燃料資產是石油上游,與運輸密切相關,由于分散和移動排放源,CCUS不會發揮任何有意義的作用。CCUS的最大應用可能是煤炭,其上游的財務估值較小。
即使對于煤炭,人們將“一切照舊”的軌跡與可持續發展情景進行比較,大約85%的煤電廠減排來自效率和可再生能源,導致更少的煤電廠運行更少的時間,只有少數的捕獲連續運行的排放物。
CCUS的作用是不同的,并側重于克服三個經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,把他們全部關閉是不切實際的。使用CCUS對它們進行改造可能是一種可行的替代方案。
第二個不對稱是風能和太陽能的真正驚人成功和重工業低碳選擇的緩慢進展,占全球排放量的三分之一。要生產沒有碳排放的鋼材,就需要相當于加利福尼亞州的所有太陽能電池板來生產氫氣,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,當然值得研究和創新,但不應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前的能源系統勢頭和氣候科學的矛盾的事實之間。在沒有社會和政治態度的突然轉變的情況下,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,對挑戰規模的理解,以及由于政策和技術的積極發展而產生的“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造力和創新性。對于那些被大公司聘為CCS業務發展主管的人來說,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,鑒于美國經濟正在發生的天然氣革命,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。中國向CCUS邁出了第一步,目前正在開發第一個大規模綜合煤轉化/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過程的幾乎純凈的二氧化碳流,從而實現該國豐富的煤炭資源的高附加值和清潔利用。改變游戲規則是一個過度使用的術語,但中國以系統的方式轉向CCUS肯定有資格獲得它。
同樣非常明顯的是,技術和商業模式的創新如何重塑CCUS的前景,特別是碳捕獲與氫之間的相互作用。對氫的戰略興趣的復蘇與碳捕獲以多種方式密切相關。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。