基于CCS的人為二氧化碳移除技術

基于CCS的人為二氧化碳移除等技術。對這些技術的推動在一些國家和自愿碳市場取得了顯著進展。然而，這些技術的可推廣性以及潛在風險方面仍存在不確定性,與其他可持續(xù)發(fā)展目標之間的權衡關系也尚不明朗。中國有能力在現(xiàn)有知識的基礎上，結(jié)合本國國情進一步豐富各類CDR手段，同時確保減排工作不受影響。需要對CDR備選方案的效果和影響進行全面評估，為政策決策提供依據(jù)。要建立專門的研究、開發(fā)、梁希倫敦大學學院斯蒂芬·史密斯魏仲加德國國際與安全事務研究所牛津大學德國聯(lián)邦環(huán)境署*本討論文件由作者以個人身份起草。本討論稿中表達的觀點和意見僅代表作者本人，不代表其所在組織和國合會的觀點和意見。23231.2定義1.2定義基于CCS的人為二氧化碳移除1CDR是指人類有意識地從大氣中移除二氧化碳并將其持久地儲存在地質(zhì)、陸地或海洋儲層或產(chǎn)1.1CDR是實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標的必要條件BECCS是"結(jié)合了生物質(zhì)在生長過程中對大氣中碳的自然隔離和對該生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源時所排放的二氧化碳進行捕獲和地質(zhì)封存。如果在整個BECCS價值鏈中，捕獲并永久封存的二氧化碳多于1.1CDR是實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標的必要條件BECCS是"結(jié)合了生物質(zhì)在生長過程中對大氣中碳的自然隔離和對該生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源時所排放的二氧化碳進行捕獲和地質(zhì)封存。如果在整個BECCS價值鏈中，捕獲并永久封存的二氧化碳多于目標相匹配的綜合評估模型情景中，BECCS占據(jù)了主導地位。DACCS指從大氣中捕獲空氣中的二近年來，CDR得到的政治支持與日俱增。聯(lián)合國秘書長明確呼吁支持開發(fā)CDR學家和工程師們緊急關注二氧化碳的移除和封存，安全、可持續(xù)地處理最難清潔的重工業(yè)所產(chǎn)生的最終排放。我敦促各國政府給予他們支持。但我要明確一點：這些技術并非靈丹妙藥；它們不能替必須明確區(qū)分CDR、碳捕集與封存（CCS）、碳捕集與利用（CCU）三者的差異。將CCS應用于將化石燃料排放點源的二氧化碳進行地質(zhì)封存，是不能降低大氣中二氧化碳濃度的。然而，如果是捕獲大氣中的二氧化碳，則在不同的是，捕集的二氧化碳隨后將用于生產(chǎn)其他產(chǎn)品，如合成燃料、化學品和建筑材料。大多數(shù)CCU產(chǎn)品最終將被燃燒，從而將二氧化碳重新釋放到大氣中。CCU最多也只能延遲排放的時間，具體取決于產(chǎn)品的壽命和工藝鏈的碳足引起了嚴重關切，因為這種做法給石油和天然氣行業(yè)的繼續(xù)運營提供了合法性1.3中國可利用現(xiàn)有知識豐富其CDR組合行動。中國為林業(yè)部門制定了激勵政策和監(jiān)管框架，例如將其納入的CDR，例如通過《海洋負碳排放倡議》所做的工作(ONCE,2024年)45基于CCS的人為二氧化碳移除所有CDR舉措都是風險和收益并存，尤其是在大規(guī)模部署的情況下。再造林/植樹造林可為生態(tài)系統(tǒng)服務和生計帶來共同效益，但也有風險，如對農(nóng)業(yè)用地和水資源的競爭、碳儲存的持久性比因此，必須擴大CDR組合，以滿足規(guī)模要求，并盡量減少風險和權衡。盡管中國已對新型CDR進行了大量研究（見第2章），但對于其在中國脫碳途徑中的具體貢獻，目前還沒有官方信息和達成1.4本討論文件的范圍和目的本文將重點討論BECCS和DACCS這兩種新型CDR方法，原因有二：1)要進展；2)近年來，CCS和CCU在中國受到的關注與日俱增。CDR與CCS和CCU之間的混淆會所有CDR舉措都是風險和收益并存，尤其是在大規(guī)模部署的情況下。再造林/植樹造林可為生態(tài)系統(tǒng)服務和生計帶來共同效益，但也有風險，如對農(nóng)業(yè)用地和水資源的競爭、碳儲存的持久性比因此，必須擴大CDR組合，以滿足規(guī)模要求，并盡量減少風險和權衡。盡管中國已對新型CDR進行了大量研究（見第2章），但對于其在中國脫碳途徑中的具體貢獻，目前還沒有官方信息和達成1.4本討論文件的范圍和目的本文將重點討論BECCS和DACCS這兩種新型CDR方法，原因有二：1)要進展；2)近年來，CCS和CCU在中國受到的關注與日俱增。CDR與CCS和CCU之間的混淆會英國：英國于2021年發(fā)布了《凈零排放戰(zhàn)略》，目標是到2030年每年工程性移除量達到52.1政府支持快速增長，主要在發(fā)達經(jīng)濟體各國的政策工具各不相同，包括稅收抵免、公共采購和監(jiān)管性措施等，以及研究、開發(fā)及示范美國：在美國實現(xiàn)凈零排放的長期戰(zhàn)略中（美國國務院，2021年目標是到2050年達到每年約10億噸二氧化碳CDR的水平。為支持這一目標，美國采取了一系列財政和公共采購措施，特別是通過美國稅法的45Q條款增加了《通脹削減法案》對DACCS的支持，并通過《基礎設施投資2.1政府支持快速增長，主要在發(fā)達經(jīng)濟體各國的政策工具各不相同，包括稅收抵免、公共采購和監(jiān)管性措施等，以及研究、開發(fā)及示范美國：在美國實現(xiàn)凈零排放的長期戰(zhàn)略中（美國國務院，2021年目標是到2050年達到每年約10億噸二氧化碳CDR的水平。為支持這一目標，美國采取了一系列財政和公共采購措施，特別是通過美國稅法的45Q條款增加了《通脹削減法案》對DACCS的支持，并通過《基礎設施投資以平衡難減排部門的剩余排放量?！豆I(yè)碳管理戰(zhàn)略》還列出了BECCS和DACCS的潛在政策選項），2.2監(jiān)測、報告和核查對于推廣新型CDR至關重要健全的監(jiān)測、報告和核查（MRV）系統(tǒng)對于支持新型CDR的推廣至關重要，因為它們可以幫助政府和私營部門做出監(jiān)管和投資決策。因此，開發(fā)MRV體系是將新型CDR納入氣候政策和市場的第一步。目前，除了BECCS和生物炭之外，還沒有針對新型CDR措施的指南，相關的MRV規(guī)在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》層面上，目前正在努力為人為碳移除制定健全的核算規(guī)則，包6767基于CCS的人為二氧化碳移除CDR.fyi進行的一項調(diào)查（2024年）顯示，購買方主要來自金融和信息技術部門，其動機是幫助加快CDR行業(yè)的規(guī)模發(fā)展。一個突出的例子是微軟公司，該公司計劃在2030年擁有每年超過5CDR.fyi進行的一項調(diào)查（2024年）顯示，購買方主要來自金融和信息技術部門，其動機是幫助加快CDR行業(yè)的規(guī)模發(fā)展。一個突出的例子是微軟公司，該公司計劃在2030年擁有每年超過5Fuss等人（2024年）認為，自愿市場可能無法為CDR的推廣提供足夠并制定必要的MRV規(guī)范。長期來看，自愿市場仍然可以作為CDR的一個小眾市場，用于鼓勵創(chuàng)新3.中國發(fā)展BECCS和DACCS的主要挑戰(zhàn)和機遇盡管在直接空氣捕獲和生物質(zhì)相關領域中尚存在知識缺口，但BECCS和DACCS的MRV都已取得2.3研發(fā)和示范投資通常而言，一項新型技術從首次商業(yè)部署到廣泛運用需要20年左右時間。因此，DACCS和用于CDR尤其是新型CDR研發(fā)示范的公共資金不斷增加，特別是通過"國際創(chuàng)新使命計劃"3.1經(jīng)濟和技術可行性●DACCS雖然在技術上是可行的，但由于大氣中的二氧化碳濃度相對較低，這意味著需要投入成本估算存在很大的不確定性。據(jù)美國國家學院(2019)估計，基于固體吸附劑和基年）。據(jù)最新的一些研究預測，到2050年，●DACCS雖然在技術上是可行的，但由于大氣中的二氧化碳濃度相對較低，這意味著需要投入成本估算存在很大的不確定性。據(jù)美國國家學院(2019)估計，基于固體吸附劑和基年）。據(jù)最新的一些研究預測，到2050年，●BECCS與DACCS不同之處是，能產(chǎn)生市場化的能源產(chǎn)品（如電力、液體燃料和氫等），除術上已經(jīng)成熟并實現(xiàn)了商業(yè)化（例如，生物乙醇生產(chǎn)，煤電廠、紙漿和造紙廠、水泥廠和煉鋼●BECCS和DACCS的實施取決于CCS基礎設施的存在。據(jù)估計，全球地質(zhì)封存潛力似乎足際能源署,2021年)，只是還需要更多的投資來開發(fā)充足的二氧化碳運輸和封存基礎設施(國2.4自愿市場的角色自愿市場在創(chuàng)造需求和為萌芽初期的產(chǎn)業(yè)提供資金方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)數(shù)據(jù)平臺CDR.fyi報告（《2023年回顧報告》新型CDR的購買量自2020年起每年增長五倍以上。2023年，導地位(森林趨勢組織的“生態(tài)系統(tǒng)市場”平臺,2024年)。目前，新型CDR信用額的數(shù)量加權平8基于CCS的人為二氧化碳移除際能源署,2024年)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，CCS被認為基本沒有達到預期目標(Mahjour和際能源署,2024年)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，CCS被認為基本沒有達到預期目標(Mahjour和3.2可持續(xù)性障礙●BECCS的應用主要受限于可持續(xù)生物質(zhì)原料的可獲得性，這引發(fā)了對農(nóng)業(yè)用地、水資源的競爭以及土地轉(zhuǎn)換造成的生物多樣性損失的擔憂。生物質(zhì)的生產(chǎn)（如使用化肥）、加工、運輸和●大規(guī)模部署DACCS需要大量吸附劑材料和大量能源投入，可能會占到當今全球能源產(chǎn)量的須使用可再生能源，因此會增加對相關原材料的需求。DACCS設施選址的要求是要能獲得脫碳電力。此外，對土地和水的需求也是制約其在中國大規(guī)模發(fā)展的重要因素。要從空氣中過濾13.3社會和政治障礙●道德風險。對CDR的主要擔憂之一是，它有可能拖延減排努力，并為化石燃料行業(yè)的運營2022年)。目前已有一些解決方案的建議來降低這種風險，例如分別設定減排和人為碳移除的與森林項目相比，BECCS和DACCS更容易證明額外性，因為"一切照常"會從大氣中移除二氧化碳"。但是證明額外性需要進行生命周期分額外的能源投入、運輸和土地干擾、肥料使用等）。不同的CDR方法具有不同的封存持久性，這關系到將是否以及如何將CDR與強制碳市場聯(lián)系起來，因為就氣候影響和成本●缺乏有針對性的政策支持和創(chuàng)新。DACCS和BECCS的技術發(fā)展主要由私營部門的倡議和通過自愿市場實現(xiàn)的凈零或凈負承諾所推動。目前，少數(shù)政府已開始明確CDR在國內(nèi)氣候政策中3.4優(yōu)勢與機遇●如第1.3章所述，現(xiàn)有的傳統(tǒng)CDR監(jiān)管和激勵政策框架為中國擴大CDR技術范圍奠定了基礎。中國還有其他優(yōu)勢：在過去20年間，中國是CDR研究出版物的最大貢獻者（30%），主要集中在生物炭和土壤固碳領域的研究。在專利方面，中國非常重視傳統(tǒng)的CDR，但最近包括BECCS在內(nèi)的幾種CDR方法的專利數(shù)量也在不斷增加。中國的CDR專利份額與其在全球氣候變化減緩專利中的份額相同。此外，中國在推動綠色技術創(chuàng)新和降低成本方面也有許多值得學●中國當前正在擴大強制市場、重新開放自愿市場，這為開發(fā)和測試新型CDR措施的MRV以及支持研發(fā)和示范提供了機會。這也將使中國能夠積極參與《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第6●“十五五”規(guī)劃和即將出臺的新NDC為中國提供了機遇，可將新型CDR納入總體綠色轉(zhuǎn)型●在“十五五”規(guī)劃中，中國可考慮在實現(xiàn)國家雙碳目標的總體戰(zhàn)略背景下制定一個CDR路●中國可將新型CDR納入相關雙邊（如與歐盟和英國）和多邊合作機制（如氣候(32)全球碳捕集與封存研究所(2023).“洞察與評論”.(35)Grubert,E.,&Talati,S.(2023).無約束的盈利性人為二氧化碳移除的扭曲效應以及早期治理干預的必要基于CCS的人為二氧化碳移除