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不解决这两大问题,就没有效而向善的模式,“碳中和”只是纸上谈兵罢了!| 深度解析

发布人:深科技时间:2021-05-04来源:工程师
这两年,除了“新冠疫情”还有比“碳中和”、“碳达峰”更热门的词语吗?


有,比如“比特币”,有趣的是比特币成为热门词语,很大一部分原因是,其挖掘过程巨大的碳排放量!
清华大学地球系统科学系副教授、研究员、博士生导师刘竹在络绎知图直播时表示,通过节能减排、植树造林、碳捕捉等形式“吸收”自身生产的碳排放;以及通过使用可再生能源、可回收材料等提高能源效率,实现正负抵消,达到相对“零排放”。
而康奈尔大学机械系在读博士曹祥坤,目前从事碳转化的研究及规模化应用,并即将入职麻省理工学院化工系博士后研究员从事碳捕获的研究。
他告诉 DeepTech :“即便人类社会目前完全停止新的碳排放,但是已有的碳排放也需要进行处理,从技术层面讲,碳捕获与转化技术对于处理温室碳排至关重要。”
关键的问题来了:碳捕获与封存技术已有 40 ~ 50 年的发展史,臻于成熟,但商业化速度却极其缓慢,为什么呢?
碳捕获技术缺乏政策支持和“有效而向善”的商业模式
近日,来自美国、英国、加拿大一个国际合作研究团队,对美国所有失败的捕获和碳封存项目,进行了深度分析,确定了碳捕获和封存商业化路上的 12 个导致成功或失败的基本属性。

相关论文以 “Why Commercialization of Carbon Capture andSequestration has Failed and How it Can Work” ( 为什么这些碳捕获与封存技术的商业化会失败?)为题,发表在《环境研究通讯》(Environmental Research Letters)杂志上。
研究发现,尽管碳捕获和封存技术已经成熟,美国在碳捕获和封存技术商业化方面也进行了大量投资,但大部分项目都以失败告终。
研究团队确定了 12 个可能决定项目结果的因素,分别是:
技术准备度;激励措施的可信度;财务可信度;成本;监管挑战;二氧化碳去除负担;产业利益相关者反对;公众反对;人口接近度;就业影响;工厂位置;所在州对化石基础设施发展的欲望。
 12 大影响因素,每一个都对碳捕获和封存技术的商业化路径有重大影响。但最关键的因素有两个:
其一,政策设计——“这对于助力产业商业化起着至关重要的作用,因为碳捕获和封存项目需要大量的前期资本。如果公司在深层地质库中封存二氧化碳,它将为公司提供一个有保证的收入来源。”
其二,可靠可持续的盈利——和激励措施的可信度是最重要的属性之一,而资本成本和技术成熟度是最重要的属性之一,这些因素在过去已被广泛研究。

“阻碍碳中和的这 12 个影响因素,看起来很多,但概况为依据话就是,碳捕获技术缺乏‘有效而向善’的商业模式而告吹。”康奈尔大学机械与航天工程系博士告诉 DeepTech。
曹祥坤表示,所谓“有效而向善”的商业模式,“有效”对应的是实用性,即技术能真正用于解决碳排放问题。“向善”对应的是责任心,相关企业需要可持续的盈利模式但始终把节能减排放在第一位。
碳捕获和封存技术很多在技术上已经成熟,之所以至今没有“有效而向善”的商业模式出现,其中一个原因还在于政府政策没跟上。
谈到政策支持,曹祥坤认为,要想实现碳中和目标,提高碳排放技术成熟度势在必行,这个过程中政府的扶持是必不可少的,甚至可以说是至为重要的一环。只有在政策的支持下,各个团队才能实现更好的技术合作,相关企业才能够顺利度过低盈利期获得长远发展。
“科研工作者的技术攻关固然重要,但是没有制度层面的政策支持,没有可持续盈利的商业模式,负碳技术的规模化之路,注定难以走远,也就无法在短时间内帮助人类实现碳中和目标。”曹祥坤补充道。

面对碳中和目标,世界各国都压力山大
简单来说,“碳达峰是指在某一个时间点,二氧化碳的排放达到增长峰值,之后逐步回落;碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内,直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过各类技术应用,抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,达到相对‘零排放’。”
“碳中和”人们不陌生,  2021  年,因“碳达峰”、“碳中和” 首次被写入中国政府工作报告,因此今年也被称为“碳中和”元年。
2015 年,为实现碳中和的目标,全球 196 个国家和地区签订了《巴黎协定》,目的是应对气候变化。“协定”里提出到,争取在 21 世纪下半叶,实现“碳中和”的目标。

 2021 年 4 月 22 日,《巴黎协定》签署 5 周年之际,世界领导人气候峰会云端召开,中国提出构建“人与自然生命共同体”。
对此,络绎知图在《助力碳中和的碳排放数据监测技术与应用深度解读》一文中指出:“中国需要用仅 30 年的时间从碳达峰到实现碳中和,碳减排的斜率远远陡峭于欧美国家,未来 40 年里中国预期一场变革性的能源结构与经济增长绿色转型。”
为积极应对全球气候变化,推动全球气候治理,许多国家明确了碳中和的时间节点。
何止中国,全世界压力都很大!

可能有人会问,碳捕获和碳封存技术已经很成熟了,为什么世界各国在面对碳中和目标时,感到压力巨大?
所谓碳捕获与封存技术,就是指“将工业生活活动所产生的二氧化碳收集起来,并用各种方法储存以避免其排放到大气中。当使用碳而不仅仅是存储碳时,系统通常被称为碳捕获、利用和存储。”
碳捕获和存储技术被认为是减少碳排放、缓解气候恶化,发展绿色、可持续经济的必备法宝,因为它是为数不多的成本低、效果好的低碳技术。
面对碳中和目标,碳捕获和封存技术显得更加重要。
实际上,关于如何实现 “碳达峰”“碳中和”目标这一问题,各国心里有谱:“要想实现碳中和,必须要调整经济结构、优化能源结构,推动经济发展全面绿色转型,走绿色低碳循环发展道路。”
只是碳捕获技术的落地之路,在多种因素的影响下,显得举步维艰。即使这样,碳中和也是人类必走的路。除了碳捕获技术的成功落地,数据监测也很重要。
刘竹表示,二氧化碳排放量与经济活动高度相关,如果接下来能够将碳监测仪 (Carbon Monitor) 数据进一步把时间分辨率从天发展到小时、分钟,也许有望衍生出某种碳指数,作为传统经济或金融指数的补充与延伸,可以直观反映出经济活动的变化。

各方助力,碳中和势在必行
如果把实现碳中和,当做一场竞赛,那么碳捕获和封存等低碳技术、政策支持和盈利商业模式,就是这条赛道上的三驾马车。
只有三驾马车齐驱并驾,人们才能赢得这场竞赛的胜利,但凡有一个跟不上,那么碳中和之路就是空中楼阁、镜花水月。所谓碳中和目标,大概率会沦为纸上谈兵。
现实也不容乐观,到目前为止,大部分碳捕获投资公司,回本的唯一途径是将碳卖给石油、天然气公司。这些石化公司,会把 CO2 注入自家公司油田,以提高石油和天然气的开采率。

曹祥坤说:“《为什么这些碳捕获与封存技术的商业化会失败?》这篇研究论文,最大的意义是告诉我们,现在碳捕获项目存在不足,正是我们努力的方向,改善这 12 个关键的因素,能够更好地促进碳捕获商业化之路。”
作为负碳技术青年学者,曹祥坤表示,他会继续这一领域技术的研发工作,同时也会积极从事社会参与和青年教育。近期,作为联合国能源转型方向技术工作组的一员,他参与编纂的《能源转型方向技术发展路线图》将为《 2030 年可持续发展议程》和《巴黎气候变化协定》提供支撑。
对此,曹祥坤说:“线上领导人气候峰会足以说明各国对碳中和这一目标的重视,这本身就是与会国家,在态度和政策上,对碳中和的支持。我相信,各国相关的支持政策也会及时跟上,各国的政策可能以国情为基础去制定,但目标是不变的——尽早完成碳中和目标。”

除了技术不断提高、政策持续优化,资本也以良好的模式进入低碳领域,助力碳中和目标的实现。
例如,高瓴张磊中国发展高层论坛 2021 年会经济峰会时表示,“希望通过我们长期资金对科技创新和绿色技术的支持,鼓励和吸引更多的创新投资机构参与和支持绿色低碳科技发展,形成创新聚合效应。”
红杉资本全球执行合伙人沈南鹏表示:“未来,红杉会一如既往坚持‘责任投资’,不断深化在绿色科技领域的投资布局,为打造‘零碳’未来贡献力量。”

中科创星投资部执行董事、能源组负责人张萌在接受采访时表示,中科创星在“源网荷储”四个领域都有和“碳中和”相关的布局。
在实现碳中和的道路上,技术是个问题,但它已不是最关键的问题,政策的支持和“有效而向善”的商业模式是能让技术落地的关键所在。
碳中和之路势在必行,因为两个不容忽视的事实,全球真的在升温,而这是人类活动造成的。碳中和之路道阻且长,不过各方正各尽其力,推动碳中和目标的实现。


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