能讓馬斯克和比爾蓋茨兩大科技界的超級(jí)富豪看中的領(lǐng)域是什么?

答案是：碳捕捉。

今年4月，XPRIZE基金會(huì)公布了“碳捕捉競(jìng)賽”里程碑獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單，15個(gè)團(tuán)隊(duì)脫穎而出，各自獲得100萬(wàn)美元獎(jiǎng)勵(lì)。“碳捕捉競(jìng)賽”正是該基金會(huì)在去年獲得馬斯克贊助的1億美金獎(jiǎng)金后建立的。

在碳捕捉這個(gè)點(diǎn)上，比爾·蓋茨的行動(dòng)要更早一些。一方面，他自己曾投資過(guò)一家碳捕捉公司——Carbon Engineering，另一方面，他旗下的氣候基金B(yǎng)reakthrough Energy Ventures也先后投資過(guò)美國(guó)的碳捕捉初創(chuàng)公司Sustaera和Verdox Inc.。

當(dāng)然，看好碳捕捉的名單上遠(yuǎn)不止這兩位超級(jí)富豪的名字。4月，數(shù)字支付平臺(tái)公司Stripe牽頭與Shopify、麥肯錫、臉書、谷歌等企業(yè)共同發(fā)起了總額9.25億美元的碳捕捉Frontier基金項(xiàng)目，承諾2022-2030年購(gòu)買9.25億美元由碳捕捉技術(shù)創(chuàng)造的碳信用額。

幾天后，Stripe還與風(fēng)投公司Lowercarbon Capital單獨(dú)合作，創(chuàng)建了一個(gè)新的價(jià)值3.5億美元的碳捕捉基金。

到這里，我們不免會(huì)好奇，為什么科技巨頭們紛紛押注碳捕捉?它究竟是什么?有什么作用?未來(lái)的發(fā)展空間又有多大?接下來(lái)，本文就嘗試從這幾個(gè)維度聊聊碳捕捉。

什么是碳捕捉?

碳捕捉，通常被叫作“CCSU”，是在二氧化碳捕集與封存(CCS)的基礎(chǔ)上增加了“利用(Utilization)”。

通俗理解，就是將二氧化碳從空氣或工廠煙囪的廢氣中分離出來(lái)，利用或儲(chǔ)存在地下數(shù)公里處，從而減少大氣中的碳排放。

碳捕捉流程

那么，怎么捕捉二氧化碳呢?目前，方法主要是三個(gè)大方向：燃燒后捕捉、燃燒前捕捉和富養(yǎng)燃燒捕捉。

其中，燃燒后捕捉最為常見。就是在燃燒化石能源的燃燒室之后再接一段吸收分離裝置，用一些化學(xué)方法，像吸塵器一樣把二氧化碳吸附住。

燃燒前捕捉，聽起來(lái)就有點(diǎn)反常識(shí)，畢竟還沒(méi)開始燃燒，又怎么能捕捉到二氧化碳呢?事實(shí)是，在高溫水蒸氣的作用下，化石燃料會(huì)氣化，生成二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣、氮?dú)猓渲惺紫确蛛x出的二氧化碳就可以通過(guò)液體溶液捕捉的方式收集起來(lái)。

從名字上看，最特殊的則是富氧燃燒。但原理上其實(shí)和燃燒前捕捉有點(diǎn)類似，也是對(duì)燃料做預(yù)處理，區(qū)別在于富氧燃燒是對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)處理，提升含氧量，從而提升燃燒后的氣體混合物中二氧化碳的濃度，同時(shí)減少氮氧化物的排放。

主流的捕捉方法之外，從空氣中直接吸收或吸附二氧化碳的直接空氣捕捉技術(shù)也正在被關(guān)注。

雖然在“技術(shù)就緒級(jí)別”中，直接空氣捕捉技術(shù)被歸類為6(等級(jí)為1到9)，這意味著它仍處于技術(shù)早期迭代過(guò)程中，還未準(zhǔn)備好進(jìn)行全面商業(yè)部署。但在今年4月，瑞士碳捕獲初創(chuàng)公司Climeworks完成了6.5億美元的新一輪融資——這是碳捕獲公司有史以來(lái)募集到的最大金額 。

Climeworks目前在冰島運(yùn)營(yíng)世界上最大的直接空氣捕集廠Orca，將捕獲的二氧化碳注入地下深處并永久儲(chǔ)存，或轉(zhuǎn)化為燃料和材料。

目前中國(guó)的CCUS項(xiàng)目以燃燒前捕捉技術(shù)和燃燒后捕捉技術(shù)為主，富氧燃燒技術(shù)仍處于驗(yàn)證階段。

2027年預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模近百億美金

碳捕捉并不是新鮮概念，但是一直以來(lái)規(guī)模都較小。截至2021年年中，全球只有大約30 個(gè)大型項(xiàng)目在運(yùn)行，每年鎖定400萬(wàn)噸二氧化碳，僅占全球排放量的0.1%。

那么，為什么還吸引了科技巨頭們?

這里面就不得不提一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。今年4月份，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(Inter-Governmental Panel on Climate Change，簡(jiǎn)稱IPCC)發(fā)布了一份報(bào)告《全球升溫1.5℃特別報(bào)告》，報(bào)告里就提到為確保實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》氣候目標(biāo)，確定了七種實(shí)現(xiàn)途徑，其中只有一種不包括碳捕捉。

《巴黎協(xié)定》的長(zhǎng)期目標(biāo)是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在2攝氏度以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5攝氏度以內(nèi)。

但目標(biāo)是目標(biāo)，事實(shí)是單靠減排來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要在2030年前減少一半的排放，并在本世紀(jì)中葉不再產(chǎn)生新的排放，這很可能被證明不可行，那就需要通過(guò)從大氣中去除多余的二氧化碳來(lái)彌補(bǔ)。

IPCC就明確表示，要想保持全球溫度上升低于1.5攝氏度，大氣中還需要去除百億噸二氧化碳。

有需求，就有市場(chǎng)。有研究機(jī)構(gòu)預(yù)估，2022年全球碳捕獲、利用和封存市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到29.815億美元。預(yù)計(jì)到2027年，該市場(chǎng)將以19.93%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，達(dá)到74.1462億美元。

從整個(gè)CCUS產(chǎn)業(yè)鏈條當(dāng)中看，主要分為捕集、輸送、利用與封存幾大環(huán)節(jié)，國(guó)外的CCUS創(chuàng)新企業(yè)大都集中于碳捕捉、碳利用兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。

部分國(guó)外碳捕捉創(chuàng)新企業(yè)(數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料)

相較于國(guó)外，國(guó)內(nèi)CCUS項(xiàng)目發(fā)展仍處于技術(shù)積累階段，尤其是初創(chuàng)型企業(yè)數(shù)量并不多。但根據(jù)IEA(國(guó)際數(shù)據(jù)能源基金會(huì))數(shù)據(jù)，碳中和目標(biāo)下中國(guó)CCUS減排需求為：2030年0.2-4.08億噸、2050年6-14.5億噸、2060年10-18.2億噸。

不久前我國(guó)也出臺(tái)了《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》中，其中CCUS就被列入綠色低碳重大科技。

目前國(guó)內(nèi)的碳捕捉技術(shù)主要在煤化工行業(yè)開展。其次為火電行業(yè)、天然氣廠以及甲醇、水泥、化肥等工廠。從項(xiàng)目類型來(lái)看，示范項(xiàng)目以電廠項(xiàng)目為主，有少量化工項(xiàng)目。

部分國(guó)內(nèi)碳捕捉示范項(xiàng)目(數(shù)據(jù)來(lái)源：中金、公開資料)

今年1月29日，我國(guó)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目——齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目正式建成。其運(yùn)作流程是將山東齊魯石化生產(chǎn)排放的二氧化碳進(jìn)行捕集，后通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)?0公里外的勝利油田，封存到地下，用于驅(qū)油增產(chǎn)。

解決方案還是創(chuàng)可貼?

不過(guò)，碳捕捉技術(shù)在獲得了極大關(guān)注的同時(shí)，仍有不少質(zhì)疑存在，比如對(duì)于阻止氣候變暖來(lái)說(shuō)，這到底是個(gè)有實(shí)際效用的解決方案還是只是一個(gè)臨時(shí)治療的“創(chuàng)可貼”?

畢竟，對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，零碳更多指的是深度和快速地脫碳，讓人類擺脫對(duì)化石燃料的依賴，但碳捕捉在某種程度上起到了鼓勵(lì)延長(zhǎng)石油或煤炭使用的作用，對(duì)他們來(lái)說(shuō)，這種廢物處理技術(shù)似乎是一個(gè)倒退。

國(guó)際環(huán)境法中心在去年7月發(fā)布的一份報(bào)告中就提到，即使對(duì)于難以脫碳的行業(yè)，碳捕捉也不是答案。特別是因?yàn)樘疾蹲娇赡苌婕皩?duì)應(yīng)用行業(yè)本身昂貴的改造，也會(huì)使其難以為繼。

除了對(duì)達(dá)到零碳愿景不同路徑的爭(zhēng)辯之外，國(guó)際環(huán)境法中心的這段觀點(diǎn)又涉及到了碳捕捉另一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題：成本。

中金在報(bào)告中測(cè)算過(guò)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)化工行業(yè)CCS技術(shù)平均成本約為403元/噸，其中碳捕捉、封存、運(yùn)輸成本占比分別為56%、24%、19%。

另外，直接空氣捕捉方法的成本則是更加昂貴。以直接空氣捕捉技術(shù)公司Climeworks為例，目前的成本為每噸600-800美元，到2030年前該技術(shù)的成本雖然有望降至250-300美元，但與大多數(shù)重新造林不到50美元/噸的價(jià)格相比來(lái)說(shuō)，實(shí)在昂貴。

之所以成本如此高昂，一部分原因也在于碳捕捉技術(shù)普及率較低、規(guī)模較小。高昂的運(yùn)行成本就會(huì)導(dǎo)致其在初期投資方面遭到阻礙，且后期大規(guī)模發(fā)展碳捕捉項(xiàng)目也難以擴(kuò)張，延緩了碳捕捉技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程。

總體來(lái)說(shuō)，碳捕捉技術(shù)僅僅是延遲了二氧化碳的釋放，其風(fēng)險(xiǎn)性因素當(dāng)下也難以辨明，因此它最佳定位應(yīng)該是碳中和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的有效輔助手段。對(duì)于它的發(fā)展，我們還需要進(jìn)一步觀察。

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