碳去除工作進展緩慢一個數字可以解決問題 - 彭博社

在德克薩斯州埃克特縣，奧克西登石油和1PointFive直接空氣捕集（DAC）工廠的奠基儀式上，施工設備正在施工，時間是4月28日。 DAC工廠建成後，將成為世界上最大的工廠。

攝影師：喬丹·馮德哈爾/彭博社氣候政策討論往往圍繞着重要的數字 —— 2050年。1.5攝氏度。淨零排放。這裏再加一個：100美元。這是碳去除行業需要達到的每噸碳的成本，以便具有競爭力。要達到這一目標對於美國的氣候目標至關重要，因此該國至少投資35億美元在這個新興行業。

“我們估計，如果我們投資並達到每年數百萬噸的去除量……我們將以每噸100美元的目標降低成本曲線，”美國能源部化石能源和碳管理辦公室主任詹·威爾科克斯在Zero 播客上説。

“碳管理”是該部門使命的一個較新的部分，威爾科克斯表示，這意味着“大氣中積累的二氧化碳主要也來自傳統化石燃料。”根據國際能源署的數據，要實現淨零排放，需要在污染的電源處捕獲二氧化碳，然後在其進入大氣之前將其封存，並直接從空氣中去除二氧化碳。這兩種技術的發展進度落後，都需要更多的投資。美國能源部是試圖彌合這一差距的機構之一。

在本週的Zero中，這是兩集關於碳捕集和去除的第二集，Akshat Rathi與Wilcox坐下來談論為什麼碳去除如此複雜，以及為什麼每噸100美元是該行業的魔法數字。不要錯過上週與聖母大學可持續能源政策教授Emily Gruber的對話，關於碳捕集和儲存的現狀，以及如何使用。

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*我們的文字記錄是由軟件和人工編輯的組合生成的，可能在文本和音頻之間存在細微差異。請在引用時先確認音頻。*Akshat Rathi 00:00

歡迎來到Zero。我是Akshat Rathi。本週：減少，重複使用，去除

令人沮喪的現實是，儘管世界已經明確了氣候目標，但在開始採取行動方面卻已經遲了。這就是為什麼實現這些目標不僅意味着停止排放温室氣體，還意味着通過從空氣中吸收二氧化碳來消除部分損害。

今天我們要談論的就是這個。這是一個系列中的第二篇，關注碳捕集和碳去除技術的現狀。

上週我和Emily Grubert談過，她是聖母大學的一名教授，我們談論了在廢氣排放前捕捉排放物的技術的潛力和限制。這種點源碳捕集技術預計將在世界接近2050年淨零排放時發揮主要作用。

但隨着我們接近那個日期，也就是27年後，淨零模型表明，碳去除技術將不得不加速發展。國際能源署建議到2050年，世界需要每年從空氣中去除10億噸二氧化碳。目前，我們每年只去除不到1萬噸。

**謝爾頓·懷特豪斯（檔案）**01:29

我認為現在毫無疑問地，我們將突破氣候安全屏障，因此我們必須能夠從大氣中去除二氧化碳。

Emily Grubert01:42

沒有負值，就不可能實現淨零。

**烏蘇拉·馮·德萊恩（檔案）**1:45

科學是清楚的。工業碳去除是我們氣候工具箱中必不可少的一部分。

Akshat Rathi01:51

點源碳捕集比碳去除更便宜。阻止二氧化碳進入大氣只需不到60美元每噸。而從空氣中去除二氧化碳的成本則是其10倍。如果碳去除要在實現氣候目標中發揮重要作用，成本必須降至每噸約100美元。這是目前歐洲公司為每噸排放的二氧化碳污染支付的費用。

Jennifer Wilcox 02:18

我們已經到了一個避免向大氣排放排放物的階段不再足夠的地步。

Akshat Rathi 02:23

今天我的嘉賓是Jennifer Wilcox，她是賓夕法尼亞大學化學工程教授。她目前暫時離開這個職位，負責監督美國能源部化石能源和碳管理辦公室的工作。美國政府已經投入數十億美元用於擴大碳捕集技術，並正在資助碳去除項目。

我想問Jen關於美國如何將碳去除技術從研究階段推廣開來的戰略，如果我們沒有達到所需的價格點會發生什麼，以及為什麼這一次是私營行業帶頭開發這項清潔技術。

Akshat Rathi 03:12

Jen，歡迎來到節目。

Jennifer Wilcox 03:14

謝謝邀請。

Akshat Rathi 03:16

讓我們從你是如何負責化石能源和碳管理辦公室開始。

Jennifer Wilcox 03:21

當然。在2020年，有人找到我，問我是否有興趣加入新政府，並在那時監督化石能源辦公室的工作，我需要了解一些這意味着什麼。我的背景是化學工程，我對如何分離二氧化碳感到興奮，無論是來自發電廠、水泥廠，還是來自大氣，後者更難做到。2012年，我寫了一本關於碳捕集的教科書。我這樣做的原因是我覺得這個領域缺乏受過教育的人才，他們受過的教育可以有助於以一種有意義的方式為我們的工具箱做出貢獻，以幫助我們實現淨零目標。所以當我進入這個職位時，其中一個要求是，我們如何將對這個領域的投資與氣候目標協調起來？在第一年，我們重新組織了整個辦公室，並增加了兩個關鍵詞：碳管理，因為這是我們工作的重要組成部分。

Akshat Rathi 04:39

為什麼擁有這兩個額外的詞，可以説是一種新的品牌，很重要呢？

Jennifer Wilcox 04:46

嗯，因為我們已經到了一個避免排放到大氣中不再足夠的時候。以前，當我們只有化石能源時，在這屆政府之前，我認為觀點更多地是關於，我們如何確保每個人在美國都能獲得能源。不僅僅是能源的獲取，而且是這種能源是負擔得起的，而且是清潔的。碳管理更廣泛地有另一個方面，對吧，這不僅僅是避免排放到大氣中，還要認識到大氣中積累的二氧化碳主要也來自傳統的化石能源。因此，認識到這也應該是我們的任務，對吧？當我們看待二氧化碳去除時，解決大氣中積累的二氧化碳，辦公室處理這個問題是有道理的，因為其中大部分來自我們從地下深處獲取的碳氫化合物。

Akshat Rathi 05:48

在過去的十年裏，我們已經開始談論碳去除，就像你説的，消除已經存在於大氣中的傳統排放。因為我們把氣候問題留到了最後，為了實現我們的氣候目標，我們將不得不進行一些碳去除。那麼，對於一個對這個主題一無所知的人來説，你會如何區分傳統的碳捕獲技術和一種重要且多方面的方式，實際上可以從空氣中去除二氧化碳呢？

Jennifer Wilcox 06:25

是的。所以你知道，如何分離呢？我們也一直在努力保持這些工具的分離，因為它們很容易混淆。所以，如果你正在看一個點源，並且正在用碳捕集技術進行改造，你就避免了排放物進入大氣層。我們在美國認識到，有一個概念叫做承諾排放。很多發電廠建於30多年前，它們可能會退役，特別是當我們將對化石能源的依賴程度壓縮並且在美國有很多可再生能源的機會時，但仍然會有一些裝置會繼續使用化石燃料運行在不可預見的未來。我們需要考慮的是，從經濟角度來看，對那些將會持續存在的裝置進行改造是更便宜、更容易的，因為它們是新的，在某些情況下是今天上線的。因此，將會有一定數量的碳捕集和儲存是點源的。這是重要的原因是因為現在減輕了碳去除的負擔。當我們考慮碳去除時，你知道，我們現在都很隨意地使用它，因為我們認識到我們必須將CO2從大氣中積累的池中取出。所有的氣候模型告訴我們我們需要它，但不是因為我們不會快速進行深度脱碳，而是因為我們實際上需要它來應對真正難以脱碳的部門，我們需要它來應對農業部門，我們需要它來應對真正難以脱碳的航運和航空部門的方面。因此，如果我們看看美國的排放量，你知道，大約每年5.5到6吉克噸的CO2。當你進行自下而上的計算，考慮到什麼是真正、真正難以脱碳的？它仍然加起來超過一吉克噸。所以這就是碳去除。碳去除的作用是抵消真正難以脱碳的部門，而不是抵消我們有技術可以脱碳的部門。

Akshat Rathi 08:35

當你説到吉加噸時，你是指十億噸，對嗎？

Jennifer Wilcox 08:38

是的。

Akshat Rathi 08:39

當你説真正難以脱碳時，難在哪裏？是因為我們不知道如何做還是太昂貴，或者政治上不可能？什麼是“難”？

Jennifer Wilcox 08:50

難意味着今天還沒有準備好。

Akshat Rathi 08:55

所以從技術上來説，今天還沒有準備好。

Jennifer Wilcox 08:57

技術上還沒有準備好。是的，它還處於研發階段。也許還沒有到示範階段。或者還有其他原因。在航空領域，我們對可持續航空燃料感到非常興奮。但問題是，它是否能夠完成所有工作？作為生物質的可持續性作為原料，我們是否有足夠的資源？我們何時開始為食物競爭？甚至可持續航空的一個方面也是二氧化碳的下游利用。二氧化碳與清潔氫用於合成燃料。這可能起到作用。但問題是，我們能夠快速填補這個差距嗎？因此，甚至不清楚我們需要多少碳去除來抵消真正難以脱碳的部門。如果我們今天不投資，我們甚至在時間上都無法獲得它。

Akshat Rathi 09:51

在討論如何大規模進行此操作的挑戰之前，讓我們看看有哪些類型的技術可用。這是一件讓我感到驚訝的事情。

點源碳捕集通常只做一件事。一種化學過程將二氧化碳從氣體混合物中分離出來，然後再進入煙囱。

碳去除可以借鑑這項技術。 瑞士初創公司Climeworks 使用相同的化學過程，但不是用工業氣體，而是用空氣作為輸入。

然而，碳去除技術也可能變得奇怪。我寫過 一家名為InterEarth的澳大利亞初創公司，他們將樹木埋入高鹽度土壤中。樹木從空氣中吸收二氧化碳，而鹹土壤則阻止其降解。因此，碳得以去除。

另一個想法是利用農業廢物，將其轉化為類似石油的碳黑漿。然後將其深埋地下。這就是美國初創公司 Charm Industrial 所做的。

還有許多其他古怪的想法可供選擇。投資者和政府可以選擇支持他們認為具有可擴展性的想法。

碳去除初創公司已經獲得數百萬美元的資金，其中大部分來自私營行業。由支付公司Stripe領導的 Frontier Fund 承諾 購買10億美元的碳去除。 比爾·蓋茨也資助 許多這些初創公司，他 以每噸600美元的價格支付自己的碳去除。

Akshat Rathi 11:26

現在，很多綠色技術的起步都是通過政府的研發。很早之前的太陽能研究是在實驗室進行的，然後才逐漸轉移到私營行業。電池也是一樣。然而，碳去除技術走過了不同的道路。過去十年發生的很多規模擴大都是由私營行業推動的，甚至在政府介入之前，我們去年就推出了一個十億美元的基金，這是私營行業試圖推動碳去除。你認為這是為什麼呢？

Jennifer Wilcox 12:02

我是説，我們看到很多公司宣佈零淨排放的承諾在這個領域取得了一些動力。原因是他們意識到在他們組織的框架內，他們大部分可以控制那些一級排放，對吧？甚至二級排放，他們從哪裏獲取電力。但是當你看到三級排放：水泥、鋼鐵、紙張、航空、甚至食品，有些這些部門在公司想要達到零淨排放時是非常難以脱碳的。他們無法控制這些供應鏈，而且這些供應鏈今天並沒有以低碳方式存在。因此，這些集團要實現零淨排放的唯一途徑就是將碳去除作為一種工具來抵消其組合中的三級排放。因此，你開始看到很多對一些森林抵消項目的興趣。然後很棒的一點是，這些公司也有非常有思想的領導層，並且認識到當你深入研究那些可用的基於自然的抵消時，這些抵消並不是很昂貴，去除也不是很持久。事實上，有很多不確定性，因為在某些基於自然的方法中，你也會看到很多逆轉。我們在氣候模型中依賴的碳匯變成了碳源，比如森林火災。因此，這開始引起了幾年前很少有幾個玩家的更多關注，就是從技術角度來看如何從大氣中去除碳並提供一種持久的碳去除方法。

Akshat Rathi 13:52

在某種程度上，你在説，有一家善良的公司正在以明智的方式考慮氣候，並意識到，哦，我們有目標，要實現這些目標，我們將不得不做很多事情，首先減少我們的排放，然後剩下的部分我們必須去除。由於基於自然的抵消措施並沒有奏效，並且要麼被大火摧毀，要麼被綠色洗牌，我們需要找到更持久的方法來做到這一點。還有一種不善良的公司版本，它的目的是最大化利潤，它的目的是保護自己的聲譽，並確保通過這裏或那裏的小額投資，鑑於行業的相對規模，他們有點逃避責任。他們在拖延不可避免的事情，即在本十年內大幅減少他們的排放。但是，他們告訴你，我們正在做正確的事情，我們將投資於正確的解決方案。我們如何處理碳去除技術帶來的道德風險問題，科學説它是必要的。投資於它是好事。但我們難道不是在藉此藉口今天不減排嗎？

Jennifer Wilcox 15:01

是的，我也看到了。我們一直在做的事情之一是，正如你所知道的，我們可能會稍後談一談基礎設施法案中的資金，但在該立法中有一些資金可以讓我們投資於點源捕集。脱碳設施，暫且只關注工業，當你看一下這些行業的三範圍排放時，水泥、紙張、鋼鐵，投資於脱碳這些行業要比使用碳去除來抵消要便宜得多。但現實是，二氧化碳捕集在這些設施上還沒有得到證明。所以我們有佩特拉諾瓦的例子，我們有另一個例子，可以通過蒸汽甲烷重整與碳捕集製取氫氣，我們當然知道如何從生物乙醇的發酵過程中去除二氧化碳。因此，我們有一些很好的例子可以指出，我們已經在這些情況下測試了這項技術，它對這些情況有效。但我們仍然需要在水泥上進行演示，我們仍然需要在高爐、鋼鐵廠和造紙廠等地方進行演示。因此，我們有資金可以做到這一點。

Akshat Rathi 16:20

休息之後，我們開始談數字。美國在碳去除上花費了多少錢，如果我們不能將價格降到每噸100美元會發生什麼？

Akshat Rathi 16:46

所以讓我們談談數字。政府項目和正在花費的資金。讓我們從你上任後正在進行的重大項目開始。

Jennifer Wilcox 16:55

所以我們一直在談論碳去除。所以我會從那裏開始。我們有35億美元用於開發、建設四個直接空氣捕集中心，每個中心每年能去除100萬噸二氧化碳。我們最近還授予了兩個示範項目。Akshat Rathi 17:16

這兩個中心將支持兩種不同類型的技術。首先，我們將看到碳工程與奧西迪石油合作使用液體化學品捕獲二氧化碳。另一個將由Heirloom與Climeworks合作，但使用固體吸收劑進行相同的操作。Jennifer Wilcox 17:32

而且令人興奮的是，我們認識到今天有各種準備階段的技術組合。我們希望確保我們也在所有這些想法上進行投資，並遍佈美國。因此，我們還授予了大約20個項目，這些項目在前端工程設計方面投資了1億美元，共同認識到這些系統將在户外運行，對各種不同條件下的性能如何？它們將與哪些能源資源耦合以最大程度地去除碳？

Akshat Rathi 18:11

能源方程式非常嚴峻。使用直接空氣捕集去除一噸二氧化碳可能需要一千到兩千千瓦時的能量。這大約相當於我和妻子在倫敦一套公寓裏消耗的四到八個月的電量。這是大量的電力。我們如何能夠證明需要建設如此多的能源基礎設施，儘管我們已經在努力替換化石燃料能源基礎設施，但我們還需要更多的能源？

Jennifer Wilcox 18:47

是的，我認為這就是為什麼我們必須將這些首創項目視為我們可以以有意義的方式完成的負責任項目，這些項目可以作為第n個項目的示例。一個例子是在選址時，你不會與本應用於脱碳化化石燃料電力的低碳能源競爭。這需要優先考慮。

Akshat Rathi 19:17

現在，有關碳去除成本的各種估算，來自麻省理工學院的Howard Hertzog，他長期從事這一領域的研究，估計每噸的成本在600到1000美元之間，最近來自哈佛大學的David Keith也是Carbon Engineering的創始人之一，該公司獲得了一項直接空氣捕集中心的獎項，他將成本估計在每噸300到425美元之間。最終目標是將這一數字降至每噸100美元，這是一個現實的數字。例如，這大約是目前歐洲的碳價格。這個目標有多現實？是的，我們已經看到了綠色技術的成本下降，例如太陽能、風能、電池和電動汽車。但這是因為單位經濟學，它們一次又一次地製造成百萬個相同的東西。它們降低了價格。在直接空氣捕集或碳去除中，你可能會得到一些單位經濟學，但我們仍然不是在談論成百萬個。那麼你認為我們對碳去除的價格目標有多現實？

Jennifer Wilcox 20:23

碳負排放的想法，這就是我們在能源部投資的內容，不僅僅是我們的辦公室，ARPA-E也參與其中，科學辦公室和EERE，能源效率和可再生能源。但我們的四個辦公室已經共同投資我們的基礎撥款，跨越研發以實現首次示範。因此，在這個領域，我們估計如果我們投資並達到每年數百萬噸的規模，一旦我們達到每年數百萬噸的去除量，我們將以每噸100美元的目標降低成本。但老實説，直到我們建造更多——數千噸的去除量，我們才會知道，這就是我們今天所處的階段…我們需要再加三個零，我們需要達到數百萬。我認為在那個數百萬的規模上，一旦我們實際運營那個設施，並且對成本進行透明和真實的披露。我們將從那個經驗中學習，對嗎？如果每噸600美元，如果每噸300美元。但是，想法並不僅僅停留在那裏，想法是推動一代新的直接空氣捕集技術能夠進入更多示範項目的管道。它們可能不是所有看起來都一樣的第一個。

Akshat Rathi 21:49

在那種零排放的情況下，有很多事情我們必須考慮。我們不能總是對所有這些事情都有信心。我們不能對政治有信心，它可能左右搖擺。我們不能對經濟和金融有信心，它可能左右搖擺。技術是我們可以更有信心的一個領域，因為我們瞭解科學，我們知道一些歷史等。但是假設我們沒有達到每噸100美元的目標數字，那麼碳去除會發生什麼？

Jennifer Wilcox 22:18

我認為這也取決於，還有什麼更便宜的選擇？我們談到了什麼是真正難以脱碳的意思。所以當我們達到那一點時，我不會稱之為終點，更像是一個水站停留點或其他什麼。當我們到達那裏，數百萬噸的去除量，因為我們仍然需要三個零才能達到十億或一千兆噸，對吧？所以就好像一旦我們到達那裏，如果我們只説，數百萬噸的去除量，並且我們還沒有達到100美元的標準。我們看看我們試圖抵消的東西。我們可能需要更多的政策來進一步激勵直接空氣捕集。我不認為是政策將帶領我們到終點，我認為是政策可能會帶領我們到數百萬噸的去除。

Akshat Rathi 23:07

這也表明了採用多元化方法來嘗試解決這個問題的重要性，你不是隻採用一種技術，或者只依靠一個公司來實現目標。現在，如果你考慮到針對你所做工作的批評，你認為對你自己工作最大的批評是什麼？也許有些是不合理的，有些是合理的？

Jennifer Wilcox 23:34

是的，這是一個很好的問題。我現在確實感到在這個領域受到很多批評。部分原因可能是因為碳管理的第一個版本看起來是什麼樣子。我認為我們有很多解決方案，我們依賴化石能源公司與我們一起成為解決方案的一部分。但同時，他們並不總是，你知道，遵守承諾或者言出必行。所以這真的很困難。我認為至關重要的是與能源社區合作，並幫助能源社區看到一條道路。當你看到CO2的下游管理，唯一一個與我們的排放規模相匹配的CO2處理方式是將其深埋地下，我們可以將其轉化為合成燃料和化學品，我們可以將其放入我們的建築環境和建築物中等等。所有這些都將是美好的。但歸根結底，它需要深深地埋在地下，就像它來自的地方一樣。而那些熟練做這件事的工作人員，就是最初生產石油、天然氣和煤炭的人。所以是那些工作人員，是那些工程師。因此，你可能有一個直接空氣捕集中心，你可能有一個碳捕集項目，你可能會説，你知道，我不會不會與化石燃料行業合作，那很好，但歸根結底，為了以一種有意義的方式處理那些CO2，你將需要藉助專業知識。我們可以達到數百萬噸。但我們如何達到十億噸？我們會再次依賴納税人的錢嗎？或者也許我們可以讓能源公司站出來，幫助我們擴大規模。因為他們擁有工作人員。他們有工程師，他們有專業知識，他們可以填補這個差距。

Akshat Rathi 25:39

這是一次很棒的對話。碳捕集是一個複雜的主題，你在能源部所做的工作使其清晰明瞭，同時也在推動技術的發展。所以感謝你的時間。

Jennifer Wilcox 25:50

謝謝。

Akshat Rathi 26:00

有時碳去除技術被過度吹捧，所以重要的是要記住要做的重要事情是減少排放。

感謝您收聽Zero。如果您喜歡這一集，請花點時間在Apple Podcasts和Spotify上評分或評論。如果您寫評論，我可能會在未來的一集中讀到它，與朋友或討厭化學的人分享這一集。您可以通過[email protected]與我們聯繫。Zero的製作人是Oscar Boyd，高級製作人是Christine Driscoll。我們的主題音樂由Wonderly創作。特別感謝Kira Bindrim，Brian Kahn和Michelle Ma。我是Akshat Rathi，下週回來。