編者按:面對日益嚴峻的氣候變化形勢,關于
碳中和的行動舉措已經被多個國家列入了發展行動計劃,全球多家大型能源公司紛紛表態將進行去
碳排放轉型致力于將化石能源逐漸向可再生清潔能源過渡,并最終實現零碳排放,然而碳中和能否如期實現,在整個過程中,能源公司還有哪些工作需要細化,分步驟進行改革?帶著諸多
問題,記者近日走訪了多家機構采訪了數位專家、學者。
海平面上升、極地冰雪消融、珊瑚礁死亡、森林大火燃燒……在過去一段時間里,我們越來越頻繁的見證全球變暖所帶來的后果。地球似乎已被扣動了扳機,氣溫飆升是否不可逆轉?聯合國秘書長安東尼奧·古鐵雷斯曾表示:“氣候危機是一場我們正在輸掉的比賽,但也是我們可以贏得的比賽。”2015年《巴黎協定》提出了將全球氣溫升幅控制在比工業化前水平高2攝氏度的范圍以內,并盡最大努力將升幅進一步限制在1.5攝氏度以內,明確了本世紀后半葉實現溫室氣體凈零排放的目標。在《巴黎協定》引領的全新全球氣候治理格局下,越來越多的國家政府正在將其轉化為國家戰略,提出了無碳未來的愿景。
國際碳交易
市場是一個由人為規定而形成的市場。
碳市場最重要強制性規則之一的《京都議定書》規定了《聯合國氣候變化框架公約》附件一國家的量化
減排指標;即在2008-2012年間其溫室氣體排放量在1990年的水平上平均削減5.2%。
從經濟學的角度看,碳交易遵循了科斯定理,即以二氧化碳為代表的溫室氣體需要治理,而治理溫室氣體則會給企業造成成本差異;既然日常的商品交換可看作是一種權利(產權)交換,那么溫室氣體
排放權也可進行交換;由此,借助碳權交易便成為市場經濟框架下解決污染問題最有效率方式。
碳中和>>>>
各種直接或間接涉及化石能源燃燒的生產流程會排放大量破壞氣候的二氧化碳。二氧化碳排放對氣候的影響是全球性的,二氧化碳排放源頭和二氧化
碳減排地點無關痛癢。碳排放與生產量應成比例進行抵消。例如,投資全球氣候保護項目最終確保
碳足跡中和。因此,我們通過碳補償機制,自發推動氣候保護項目,創造環境附加價值——沒有額外的收益,這些項目無法推行。
9月22日,國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話提出,我國二氧化碳排放力爭于2030年前達峰,進而實現碳中和。除此之外,日本、加拿大、英國、韓國和歐盟等多個主要經濟體、國家相繼于近期提出了各自的碳中和目標。
與此同時,全球石油巨頭也相繼制定了減排目標——殼牌致力于在2050年轉型成為凈零排放能源公司;道達爾計劃于2050年實現其生產的凈零排放;bp計劃2050年實現1類、2類凈零排放,3類排放減少50%;Equinor的目標是在2050年實現接近溫室氣體零排放,2030年減排40%,2040年減排70%……
首先,根據聯合國政府間氣候變化專門委員會《IPCC全球升溫1.5℃特別報告》,“凈零排放”與“碳中和”的概念略有不同。“碳中和”指一個組織一年內的CO2排放與CO2清除量達到平衡,而“凈零排放”則是指一個組織一年內所有溫室氣體(CO2、甲烷等)排放量與溫室氣體清除量達到平衡。但無論是“凈零排放”還是“碳中和”,都是人類共同應對氣候變化行動的開始。
而在這場關乎人類命運的保衛戰中,石油企業將承擔什么角色?根據美國氣候責任研究所數據分析,近50年來,全球20家化石能源生產企業制造了全球35%的碳排放量,合計4800億噸。其中,僅埃克森美孚、雪佛龍、BP、殼牌在此期間的碳排放量就已占全球總排放量10%以上。因此,石油企業積極順應《巴黎協定》要求、加快調整生產方式減少碳排放對實現“凈零排放”或“碳中和”目標意義重大。在低碳革命的宏大“交響曲”進入高潮之時,石油企業只有把握大勢才能駕馭未來。
科技力量支撐低碳未來
從國際能源署(IEA)及清華大學何建坤教授等的研究成果“中國低碳發展與轉型路徑”結果看,國際上“碳中和”的實現路徑主要是化石能源向非化石能源轉型的路徑。這其中包括:提高
電力行業中可再生能源(光伏、風電、水電、地熱等)、核能的占比;在工業領域采用清潔電力(零碳電力)、氫能;在
交通運輸領域采用電動汽車(清潔能源充電)、氫能運輸工具、生物質燃料等。除此之外,BECCS(生物質CCS)和森林增匯是消除大氣中累積碳排放的技術,就是即便我們已經達到了碳中和或者零排放,而要去除大氣中長期累積排放的CO2,必須采用BECCS或森林增匯,DAC(直接空氣捕集)加地質封存也是選項之一。
由于可再生能源的間歇性和儲能技術沒有解決,加之水電、核電的資源有限,依托可持續化石能源發電來調峰成為必然的選擇。而使用化石能源并確保可持續,就必須采用碳捕集與封存(CCS)技術來消除化石能源產生的CO2,才能達到CO2零排放。CCS技術可實現化石能源大規模低碳利用,有效降低CO2排放,是目前快速降低碳排放最為有效的方法,也是燃煤電廠、
鋼鐵廠、
水泥廠、冶煉廠等難以減排的高排放企業快速減少碳排放的唯一經過驗證行之有效的方法。因此,CCS或CCUS在向凈零排放過渡中將扮演支柱的角色,幾乎涉及全球能源體系的方方面面。IEA執行董事Fatih Birol在近日舉行的ADIPEC上表示:“如果沒有CCUS,則能源轉型和應對氣候變化的目標將難以實現。”然而該技術目前仍處于發展與應用的初級階段,并有可能與可再生能源長期處于競爭并相互依存的狀態。
就可再生能源而言,因為過高的成本成為其快速發展的最大障礙。以電力行業為例,風電是最接近商業化的可再生能源,但成本仍然比火力發電高;太陽能發電成本則更高,是火電的數倍。因而降低成本是可再生能源規模化發展的關鍵。除此之外,可再生能源的儲能問題短期內也無法解決,其發電低谷依然需要傳統煤電、天然氣發電來實現調峰,這就使得可再生能源發電實際上不是零碳電力,因此也就需要CCUS來消除調峰時煤電、天然氣發電所排放的CO2。
由此看來,實現CCUS技術的大規模工業化示范與部署已刻不容緩,而在CCUS領域再現太陽能與風能高速發展的輝煌就需要與發展可再生能源相當的激勵政策,加快低碳、零碳技術的研發、示范與推廣,特別是要優先支持油田驅油利用捕集CO2市場的建立。只有在大力發展和推廣過程中,才能實現技術成本的降低。當然發展這些技術,需要一方面實施激勵技術研發、工程示范和推廣的戰略政策(比如將對可再生能源的補貼同樣應用到CCUS發展中、對CCUS等項目減免稅或出臺類似美國45Q對CCUS的激勵政策等);另一方面則是制定碳排放戶繳納排碳費等相關制度;除此之外還要激勵在大規模驅油利用與封存工業化示范項目中安全并低成本運輸CO2的管道等基礎設施的建設。我國在迅速通過工業化示范,降低技術成本方面較發達國家有絕對的優勢,其中太陽能產業就是很好的例證,因此發達國家也看好中國可以大規模降低CCUS技術的成本,并將其推廣到其他國家和地區。
能源轉型創造歷史機遇
低碳目標在為石油工業發展帶來挑戰的同時,更多的則是帶來機遇。如何打造綠色低碳發展的核心競爭力,讓應對氣候變化成為促進油氣企業可持續發展的抓手,成為了當前各大油氣巨頭關心的問題。
對于我國來說,在經濟高速發展的今天,在油氣供應對進口的依存度不斷攀升的背景下,在CO2年排放量居世界之首的困境中,采用CO2驅油提高原油采收率(CO2-EOR)并進行地質封存的CCS技術(或CCUS技術),可以在挖掘油氣資源潛力、保障國家能源安全的同時大幅實現碳減排,可謂一舉多得。
實際上,油公司發展CCUS產業有著得天獨厚的優勢。首先,CCS技術原本就是在石油工業的CO2驅油技術基礎上發展而來的,CO2的地質封存實際上是石油天然氣勘探開發的擬過程。這使得油公司從油氣田開發轉向CO2驅油與封存或者咸水層封存相對容易。其次,我國重要油氣生產區內各類工業排放源密布,這就為圍繞油氣田率先實施CCS全鏈條大規模工業化示范、建設較短距離管道運輸設施、保障CO2安全低成本運輸與封存提供了有利條件,為形成以CO2驅油和封存為先導的產業鏈帶來了發展機遇。與此同時,對注入地下的CO2監測以確保封存安全性的技術,也是油氣公司看中的可以提高油氣藏預測精度的技術。以往的儲層預測技術,對儲量的估計有不小的誤差。而注入已知量的CO2到儲層中,為檢驗和改進儲層預測技術精度提供了機會。這也是國際石油公司開展CCS,提高其根本競爭力的著眼點之一。
通過布局CCUS,石油企業可以在解決自身碳排放問題之余,通過承接煤
化工以及其他工業行業的碳排放而獲得盈利機遇。加拿大的Weyburn與Midale油田就是通過捕集來自煤化工、煤電廠的CO2進行驅油和封存的最成功范例之一。根據何建坤教授10月12日發表的“中國低碳發展與轉型路徑”,CCS貢獻的CO2減排量到2030年為每年3000萬噸,到2050年為每年8.8億噸。如果按照每噸CO2的捕集與封存價格為60美元計算,減排3000萬噸的年產值是18億美元,減排8.8億的年產值是528億元。
(本文采訪了“二氧化碳捕集與封存技術國家地方聯合工程研究中心”副主任馬勁風和
香港科技大學環境與可持續發展學系客座教授Michael Edesess,特此鳴謝。)
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聯合國秘書長古特雷斯12月2日在美國哥倫比亞大學舉辦的“我們星球的現狀”的活動中發表講話時表示:“我們的星球出現了故障。”他表示,“對于人類和地球來說,現在都是一個決定性的時刻。” 古特雷斯稱,“2020年正在成為全球有記錄以來氣溫最高的三個年份之一。過去十年是人類歷史上氣溫最高的十年。災難性的火災和洪水、熱帶氣旋和颶風日益成為新的常態。2020年,陸地、海洋,特別是北極都出現了新的極端溫度。野火吞噬了澳大利亞、西伯利亞、美國西海岸和南美的大片地區,煙羽彌散全球。“北大西洋颶風季節已經出現30場風暴,超出長期平均水平的兩倍,打破了颶風季節的記錄。兩場颶風連續襲擊中美洲且余威不散,成為近年此類風暴最嚴重的時期之一。”大西洋上颶風數量創了紀錄,其中,11月中美洲史無前例出現了連續的4級颶風。非洲和東南亞部分地區的洪災導致了大量人口流離失所,數百萬人陷入了糧食不安全的境地。在北極,2020年出現異常高溫,超出平均氣溫3攝氏度以上,西伯利亞北部超出5攝氏度以上。10月的北極海冰達到了有記錄以來的最低位——而現在的重新結冰創下了有記錄以來的最慢速度。格陵蘭冰長期減少的趨勢仍在繼續,平均每年減少冰塊2780億噸。永久凍土正在融化,因此釋放出強有力的溫室氣體——甲烷。
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