碳捕集技術的未來是什麼？——《華爾街日報》

在碳捕獲技術中，二氧化碳在進入大氣前從化石燃料中被截獲。圖為位於加拿大阿爾伯塔省埃德蒙頓附近的殼牌Quest碳捕集與封存設施。圖片來源：Jason Franson/彭博新聞社當前正大力開展減少二氧化碳排放的努力，這種氣體是全球變暖的主因。關鍵目標是擺脱在發電及其他工業過程中使用石油、天然氣和煤炭，這些過程會以副產品形式釋放二氧化碳。

但另一種尚處早期階段的策略，是在二氧化碳進入大氣前從化石燃料中捕獲並將其封存於地下深處。目前，這項技術（涉及使用化學物質吸收廢氣中的碳）成本高昂且能耗巨大。此外，獲批的封存場地稀缺。但部分專家認為，要實現碳減排目標，此類方法不可或缺。

另一些人則認為，碳捕獲是對更快轉向綠色能源（從源頭避免污染物產生）這一目標的浪費性干擾。

《華爾街日報》邀請三位專家探討碳捕集與封存技術（CCS）：麻省理工學院土木與環境工程教授Charles Harvey、波士頓環保組織"清潔空氣任務組"全球碳捕集總監Benjamin Longstreth，以及哈佛大學科學史教授兼地球與行星科學聯席教授Naomi Oreskes。

以下是我們線上對話的編輯摘錄。

宏觀視角

**華爾街日報：**應對全球變暖是否需要碳捕獲技術？

**娜奧米·奧雷斯克斯：**將碳捕獲並封存地下的構想顯然具有吸引力。如果我們能在經濟可行的同時逐步淘汰化石燃料以遏制問題惡化，那將非常理想。但現實並非如此。

娜奧米·奧雷斯克斯實際情況是，美國政府通過45Q碳捕獲税收抵免政策，為已享受鉅額補貼的化石燃料行業創造了新的補貼渠道。這些抵免主要流向公開宣稱將繼續使用化石燃料的能源公司，這無異於為夕陽產業續命。

長遠來看，碳捕獲或許能成為修復（理想情況下甚至逆轉）氣候變化的解決方案之一。但當前它轉移了人們對當務之急的注意力——我們必須逐步減少並最終基本淘汰造成碳污染的化石燃料。

**華爾街日報：**本，碳捕獲技術是否已成為主要使化石燃料公司受益的干擾項？

**本傑明·朗斯特雷思：**碳捕獲激勵政策並非補貼。企業持續開採銷售化石燃料源於市場需求，而非國會通過的污染治理税收抵免。這些激勵措施也並未擠佔風能太陽能的投資空間。

事實恰恰相反。我們之所以能通過可再生能源的激勵措施，是因為這些措施與碳捕獲和核能的激勵措施捆綁在一起。不同的支持羣體分別支持碳捕獲、可再生能源和核能。

為了最大化實現脱碳目標的可能性，我們需要一套全面的脱碳工具組合，而碳捕獲是其中的關鍵部分。

**華爾街日報：**查理，我們是否需要將碳捕獲作為應對全球變暖的工具之一？？

查爾斯·哈維**查爾斯·哈維：**十五年前，我曾是一家專注於碳捕獲與封存公司的成員之一。我們向投資者成功推銷的觀點是：CCS是一項成熟技術，能以最低成本減少工業排放。公司前五年發展順利。但隨着可再生能源和儲能成本暴跌，到2014年，我們已無法誠實宣稱CCS仍是減排的優選方案。

過去十五年間，數十億納税人資金被浪費在未能實現任何碳封存的地質封存項目上。已封存的少量碳幾乎全部用於提高石油採收率——即通過向油田注入二氧化碳來擠壓出更多原油。

**華爾街日報：**本，你是否同意納税人資金在CCS項目上被浪費？對於目前大多數CCS技術被用於提高石油開採量的事實，你有何看法？

**朗斯特雷思：**政府支持在推動新型氣候技術發展中起着關鍵作用。可再生能源和電動汽車領域如此，碳捕集技術亦然。這是因為早期項目往往伴隨着較高風險。

值得注意的是，當前碳捕集領域的主要資金來源——45Q税收抵免——屬於生產税收抵免，即只有在二氧化碳被成功捕集封存後才會生效。這種制度設計從根本上避免了納税人資金的浪費。

關於強化採油技術，近期碳捕集領域的項目幾乎都聚焦於不涉及強化採油的地質封存。即便新項目採用強化採油技術，所捕集的二氧化碳也將替代目前從天然地下礦藏中開採的二氧化碳。

重點行業應用

**華爾街日報：**對於某些行業而言，碳捕集與封存是否是其減少二氧化碳排放的唯一可行方案？

本傑明·朗斯特雷思**朗斯特雷思：**水泥、鋼鐵和化工行業必須依靠碳捕集技術實現脱碳。以水泥生產為例，60%的排放屬於工藝排放，這意味着無論採用何種燃料加熱石灰石，這部分排放都不可避免。換言之，即便改用其他燃料，我們仍需通過碳捕集來實現水泥製造過程的脱碳。

許多其他工業流程涉及化學反應，這些反應在製造產品過程中不可避免地會釋放二氧化碳。未來或許能找到大規模生產這些產品且不造成污染的方法，但在此之前我們將排放過多碳——當下應儘可能利用碳捕集技術實現脱碳。

**哈維：**鋼鐵行業清晰地展示了補貼碳捕集技術如何扼殺那些本就不產生二氧化碳的創新技術。鋼鐵行業難以脱碳，因為傳統方法需要高温並使用焦炭。私人資本正流向零碳解決方案。如果我們大規模補貼鋼鐵行業的碳捕集，將會阻礙那些不產生二氧化碳的潛力技術發展。

**朗斯特雷思：**現實是污染問題嚴峻到足以讓所有技術都有用武之地。我們現在可以利用碳捕集減少鋼鐵廠污染，同時未來仍會有大量機會讓新技術進入低碳鋼鐵市場。利用碳捕集技術當下減排，並不會阻礙潛力技術的發展。

封存難題

**華爾街日報：**被捕集的二氧化碳將儲存在何處？當這種氣體被注入地下深處液化後，是否存在防泄漏且永久性的封存場所？

**朗斯特雷思：**是的，存在這樣的場所。石油和天然氣等流體已在地下封存數百萬年的事實證明，流體可以長期存留於地下。我們尤其知道二氧化碳能在地下封存數千年，因為原始二氧化碳的大型聚集區已被封存了數百萬年。

美國環境保護局關於二氧化碳地質封存的規定要求對地質條件進行細緻分析，以證明注入的CO2將長期封存於地下，並通過全面監測來驗證實際封存效果。

在美國，我們已向地質構造中注入超十億噸二氧化碳用於強化油氣開採。目前尚無記錄顯示CO2滲入地下飲用水源的案例。

**奧雷斯克斯：**查理和我都是地質學家，我們可以肯定地説，世界上不存在能永久"絕對防漏"的氣體封存場所。

枯竭油氣田看似是理想的封存選擇，但其地質條件已發生根本變化。鑽井形成的孔道如同直達地表的短路通道。雖然這些井口會被封堵，但石油工業百年經驗表明，井漏現象難以杜絕。

況且CO2的物理性質與原油截然不同。能安全封存原油數百萬年的儲層，未必能有效禁錮CO2。

本提到"尚無CO2滲入地下水源的記載"，但現有監測體系是否足以發現泄漏尚存疑問。

管道運輸難題

**華爾街日報：**接下來探討如何將捕獲的碳運至封存場址。現有管道基礎設施遠不能滿足需求。

**哈維：**現有管道用於將地質二氧化碳輸送至強化採油區。我們需要為工業源建立新的管網網絡。成本過高且社區抵制強烈。通過風能、太陽能、儲能技術、交通電氣化、熱泵、改進農林實踐、建築保温、提升能效、杜絕甲烷泄漏及電網升級等措施，能以更低成本更高效地實現減排。

**朗斯特雷思：**美國現有5000多英里二氧化碳輸送管道，已安全運行50年。我們有能力審慎建設所需的新增管道，並通過深入社區參與實現這一目標。

我們依賴的脱碳技術均需配套大規模建設。要實現氣候目標，無論是輸電線路還是二氧化碳管道，這類基礎設施建設都不可或缺。

**奧雷斯克斯：**我無法認同本的樂觀看法。近年來因部落自治權、地方治理權和私有財產權屢遭嚴重侵犯，公眾對管道的抵制情緒正急劇升温。

**朗斯特雷思：**娜奧米關於管道阻力增大的觀點是正確的，但主要針對化石燃料輸送管道。事實上我們已成功建設了所需的大部分管道——美國現有200多萬英里燃料管道，而碳管理所需的新建管道里程僅需其中極小部分。

**華爾街日報：**對於查理認為建設二氧化碳管道成本過高的觀點，您怎麼看？這筆費用該由誰承擔？

**朗斯特雷思：**二氧化碳管道及地質封存的成本並非不可承受。能源部最新評估顯示，在多個污染源共享長距離管道的情況下，每運輸一噸二氧化碳的建造運營成本可低至5美元。這是污染行業完全能承擔的費用。

事實上許多污染源附近就具備封存地質條件，只需建造更短更經濟的管道。若將碳捕集與查理推崇的技術結合，整體脱碳成本會更低。

聯邦資金支持

**華爾街日報：**近期聯邦立法中數十億美元的碳捕集封存(CCS)資金會改變行業前景嗎？還是可能造成浪費？

**朗斯特雷思：**兩黨基礎設施法案和《降低通脹法案》的資金將極大推動碳捕集產業成型。關鍵在於水泥、鋼鐵、發電廠等多行業的實際應用，首批項目將有效降低首創風險與成本。

據測算，現有激勵政策有望使2030年前實現年捕集1億噸，甚至可能達3億噸。這一規模將助力實現聯合國政府間氣候變化專門委員會和國際能源署設定的宏偉目標。

**奧雷斯克斯：**我擔心45Q税收抵免政策會適得其反。按目前條款，該政策將助長化石燃料行業持續存在，並造成其碳捕集項目是氣候解決方案的錯誤印象。

**華爾街日報：**那麼從大氣中直接捕集二氧化碳的早期技術（即直接空氣捕集）呢？這種成本極高且耗能巨大的技術能否實現可行性？

**哈維：**自然過程會清除大氣中大部分排放。若沒有這些碳匯，情況將更糟。但我們仍可能需要移除更多碳。不過，每噸二氧化碳花費500美元以上進行直接空氣捕集是荒謬的——這意味着每加侖汽油燃燒產生的二氧化碳需要6美元清理費。

**奧雷斯克斯：**減緩並最終阻止災難性氣候變化的唯一方法是停止向大氣排放碳污染。當然，假設我們能穩定並消除碳排放（這是個重大假設），屆時我們或許能嘗試修復部分損害——即從大氣中移除二氧化碳。因此我支持聯邦政府資助大型項目來降低該技術成本。

**朗斯特雷思：**二氧化碳移除技術確實可行。但從煙囱捕集碳的成本幾乎總是更低，因為其二氧化碳濃度比大氣中高出數十倍。因此我們必須通過碳捕集封存等一切可用手段儘快減少碳污染。

巴特·齊格勒是《華爾街日報》前編輯。可通過[email protected]聯繫他。

刊登於2023年11月30日印刷版，標題為《碳捕集技術的未來是什麼？》。