編者按:2015年簽署的《巴黎氣候協定》要求將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2攝氏度以內,并將全球氣溫上升控制在前工業化時期水平之上1.5攝氏度以內。2020年9月22日,習近平總書記在七十五屆聯合國大會上提出了我國新的碳達峰目標和碳中和愿景,體現了總書記一以貫之的對氣候變化工作的高度重視,展現了我國的大國責任擔當,也對國家高質量發展和生態文明建設提出了更加明確的要求。實現《巴黎協定》和我國“碳中和”目標,碳捕集與封存(CCS)是一項必不可缺的技術。下文根據挪威氣候變化研究機構CICERO的Ida Sognn?s和Glen Peters的文章“Carbon Capture and Storage is necessary to keep global warming below 2°C”編輯整理,向讀者展示了為什么一定要選擇CCS?需要多大規模的CCS才能實現我們的氣候目標?
要實現《巴黎氣候協定》的目標,就必須減少溫室氣體排放。科學家們提出了數百種模型來模擬如何實現這一目標,在幾乎所有的模型中,碳捕集與封存(CCS)都扮演著至關重要的角色。CO?排放對氣候有累積效應,因此CO?排放必須為零,才能阻止溫度進一步升高。
CCS通過兩種方式實現凈零排放:
01幫助減少礦物燃料燃燒或工業過程中的直接排放;
02有助于產生負排放,如與生物能源(BECC)、直接空氣捕集或其他技術相結合。幾乎所有的模型都以這兩種方式使用CCS。
CCS被用來幫助減少化石燃料使用的排放。目前情況下無法將化石燃料排放量完全降到零,即“剩余排放”(上圖中的棕色)。為了實現凈零排放,必須通過清除CO?抵消“剩余排放”,以實現凈零排放(深綠色)。進一步去除CO?(淺綠色)用于達峰后的降溫。當凈排放量達到零(黑線)時,溫度是一個最高值,但隨后溫度隨著凈負排放量下降,到2100年,溫度從峰值降至安全水平。下圖強調了這一點。
為什么CCS是必不可缺的?
三個基本原因說明CCS的必不可缺:
01如果不使用CCS來消除直接排放或清除CO?,就不可能以足夠快的速度將排放量降至零;
02在一些難以緩解的行業(如鋼鐵、水泥、長途運輸和航空)中,不存在、也可能永遠不存在價格具有競爭力的技術來將排放量降至零;
03用CCS來減少某些部門的排放可能更便宜。
如果沒有CCS來限制直接化石燃料的排放或二氧化碳的清除,幾乎不可能以足夠快的速度減少CO?排放,使全球變暖“遠低于2°C”。
所需的CCS規模很大
下圖顯示了在符合IPCC“全球變暖1.5°C”特別報告和IEA“世界能源展望”(2019)可持續發展情景(綠色)評估的全球變暖1.5°C和2°C情景下的CCS部署情況。圖中顯示,CCS的規模使用,在所有溫度水平下都需要,在1.5°C和2°C的情況下差別很小。
在幾乎所有情況下,所需的CCS規模都很大。到2050年,每年的二氧化碳排放量約為100億噸。從長遠來看,一個典型的平均規模的CCS設施每年可去除100萬噸二氧化碳:如果到2050年,每周平均建造一座CCS設施,每年CCS將封存約15億噸二氧化碳;如果到2050年,平均每天建造一座CCS設施,每年CCS將封存約110億噸二氧化碳。
模型顯示,到2050年,歐洲可能會有多達1000個CCS設施(約每年10億噸CO?)。在用于計算排放情景的模型中,如果取消使用CCS,許多模型無法達到“遠低于2°C”的目標。在沒有CCS的情況下仍能實現2°C目標的情況下,緩解成本大約是不使用CCS的同等方案的兩倍。
化石燃料逐步淘汰的速度
CCS的應用與化石燃料的減少、能源效率的提高以及太陽能、風能和電動汽車等其他低碳技術的迅速推廣同步進行。不部署CCS或CCS水平較低的模型顯示,化石燃料使用量下降更為劇烈,非化石能源(如可再生能源和核能)增長更為迅速,對大規模林業活動清除CO?的依賴性增加,緩解成本更高。
根據IPCC第五次評估報告(AR5)中的情景,與沒有CCS的情景相比,有CCS的情景允許化石燃料的使用量大約是沒有CCS的情景的兩倍(下圖最后兩個條形圖)。只有當CCS按上述比例部署到化石燃料和工業(灰色)和生物能源(綠色)以去除CO?時,這一點才成立。
不過,CCS并不代表什么靈丹妙藥。這只是更廣泛的緩解措施組合的一部分。在所有情況下,CCS與其他緩解措施相結合,而不是其他緩解措施的替代。
政府支持的必要性
用于計算緩解方案的模型大多以成本最優的方式實現《巴黎協定》的目標。這意味著全球碳價格的高而統一,這鼓勵了碳捕集與封存的早期部署。需要其他政策機制來支持和鼓勵CCS的開發和部署。為確保大規模部署CCS,為《巴黎協定》的“遠低于2°C”的目標做出有意義的貢獻,需要創新性的政府支持與傳統氣候政策并行運作。
(部分資料及圖片來自互聯網公開平臺,版權歸原作者所有,僅供學習和參考。)
電話:18191851990