現在,全球都在朝著2050年實現凈零排放的目標努力,不過有一些污染最嚴重的行業暫時無法完全消除生產環節的碳排放,于是這些行業的投資人發明了一個新的常用詞——碳捕獲、利用與封存,英文簡稱為CCUS。
今年4月份,石油巨頭埃克森美孚公司表示要在得克薩斯州的油田建設一個1000億美元的CCUS設施。礦業巨頭力拓集團也于10月份宣布將在冰島的煉鋁廠部署CCUS技術。全球水泥與混凝土協會也表示將在2030年前建設10個工業級的CCUS項目。
CCUS項目的目的不是消除碳排放,而是要捕獲工業生產排放的二氧化碳,然后將它封存在某處——比如某個地下洞穴,而不是將它排放到大氣中去污染環境。在一個零碳的世界里,像油氣生產商、煉鋁廠和水泥制造商這種重污染企業必然會高度依賴CCUS技術的應用,因為這些行業是不可能完全做到零排放的。
不過CCUS也有一個嚴重缺陷,甚至阻礙了它在現實世界中的廣泛應用——捕獲的碳只有一種有利可圖的應用,那就是以石油的形式生產更多的碳。
碳捕獲
CCUS并不是一項全新的技術。 油氣行業應用CCUS技術已經有至少50年了,只不過由于高成本和低效率等原因,成功的例子較為有限。過去10年間,已經有幾十家油氣公司放棄了不賺錢的CCUS項目。雪佛龍公司也在今年7月坦承,該公司2016年在澳大利亞高庚天然氣田建設的CCUS項目所捕獲的二氧化碳量還不到它起初承諾的一半。
香港中文大學地理與資源管理學教授徐袁指出:“我們從事碳捕獲已經有差不多50年了,但這個行業的發展仍然不是很好。”他表示,CCUS長期未取得成功的原因是投資不足。
來自國際能源署的數據顯示,2020年全球的所謂“清潔能源”投資只有不到0.5%投向了CCUS,總額只有45億美元左右。從歷史經驗看,政府和企業更愿意投資于可再生能源技術,而不是CCUS,因為可再生能源不僅僅可以減少碳排放,還可以帶來其他效益——比如發電。
另外,碳的捕獲、利用與封存并不是一件容易的事。碳捕獲設施的成本是很高的,而且運行中還要消耗大量能源。另外,碳從捕獲地向存儲地的轉運也不啻于物流和監管上的一場噩夢,很少有企業愿意為此買單。徐袁表示,如果沒有盈利的可能性,企業就會把CCUS當成一個零收益的“公共產品”敬而遠之,而不是企業經營的必需品。
但是現在,隨著越來越多的國家要求企業必須顯著降低碳排放,很多企業又將碳捕獲技術當成了快速減排的一種手段。
碳稅
一些地方的監管機構已經開始對超配額排放的企業征稅“碳排放稅”了。這種政策顯著改變了碳捕獲技術的相對成本——如果企業的排放成本繼續上漲,那么相比于什么都不做,開展碳捕獲的成本顯然就會有所降低。
然而,成本更低并不等于盈利。在利用層面,按理說CCUS是應該可以給投資者帶來投資回報的。不過迄今為止,捕獲的碳的唯一有利可圖的用途,就是利用加壓的二氧化碳,讓老舊的油井泵出更多石油。
加拿大碳捕獲公司Delta CleanTech的執行主席萊昂內爾·坎貝茨指出:“捕獲1噸二氧化碳是有直接成本的,目前捕獲來的二氧化碳唯一可行的用途,就是用來提高石油的開采率。”這對環境來說,充其量算是“邊污染邊治理”。
2020年全年,全球所有的大型CCUS項目的碳捕獲能力大約是4000萬噸二氧化碳,還不到全世界一周碳排放的一半。根據國際能源署的預測,要想實現2050年全球凈零排放的目標,那么到本世紀中葉,全球的碳捕獲能力至少需要增加190倍,達到每年76億噸。這就意味著全世界將捕獲更多的碳,但這些捕獲來的碳卻并沒有很好的用途。
坎貝茨表示:“我們必須發展一種產業來利用我們所捕獲的所有二氧化碳。”
利用
二氧化碳已經有了很多的工業用途,比如化肥生產商會將二氧化碳與氨結合來生產尿素,屠宰廠會用二氧化碳屠宰牲畜,飲料生產商會用它制造碳酸飼料。近些年,還有人將二氧化碳與水泥混合,以制造更耐用的混凝土。而化學制造商則可以利用捕獲的碳生產塑料——盡管塑料和混凝土也會破壞環境。
這些企業雖然需要二氧化碳,但并不需要幾十億噸那么多。根據國際能源署的數據,全球工業企業每年使用的二氧化碳只有2.3億噸,遠低于上文提到的76億噸。雖然過剩的二氧化碳也可以封存在地底,但目前看來,“碳存儲即服務”仍然是一個非常稚嫩的市場。
為了尋找新的商業模式,Delta CleanTech公司向其家鄉加拿大卡爾加里市的研究人員捐贈了一批捕獲的二氧化碳。這些研究人員參加了馬斯克資助的Xprize競賽,該競爭旨在通過研發碳捕獲技術以及由捕獲的碳制成的產品來促進碳捕獲技術的市場化。該競賽于今年2月啟動,獎金為1億美元,預計將在2年內宣布獲獎者。
馬斯克在競賽啟動時表示:“我們的最終目標是實現規模化的碳提取,而且要充分考慮每捕獲一噸碳的成本,包括對環境的影響。” Xprize雖然是一個激動人心的獎項,但與實現碳捕獲技術規模化所需的資本相比,則顯得杯水車薪。從國際能源署的數據看,2020年全球在CCUS領域的投資只有45億美元,離規模化還有極大的投資缺口。不過就像可再生能源領域的投資一樣,只要對該領域持續進行投資,它的成本也會逐漸下降。比如過去10年間,歸功于持續不斷的投資,太陽能電池板的成本已經降低了85%,太陽能已經成了目前最便宜的能源形式。
國際能源署的分析師在今年2月份的一份報告中指出:“在推進凈零排放的過程中,我們不能因為CCUS‘太貴’就不予采用。CCUS還有很大的降低成本的空間——風能和太陽能的經驗都表明這是可能的。”(財富中文網)
譯者:樸成奎
現在,全球都在朝著2050年實現凈零排放的目標努力,不過有一些污染最嚴重的行業暫時無法完全消除生產環節的碳排放,于是這些行業的投資人發明了一個新的常用詞——碳捕獲、利用與封存,英文簡稱為CCUS。
今年4月份,石油巨頭埃克森美孚公司表示要在得克薩斯州的油田建設一個1000億美元的CCUS設施。礦業巨頭力拓集團也于10月份宣布將在冰島的煉鋁廠部署CCUS技術。全球水泥與混凝土協會也表示將在2030年前建設10個工業級的CCUS項目。
CCUS項目的目的不是消除碳排放,而是要捕獲工業生產排放的二氧化碳,然后將它封存在某處——比如某個地下洞穴,而不是將它排放到大氣中去污染環境。在一個零碳的世界里,像油氣生產商、煉鋁廠和水泥制造商這種重污染企業必然會高度依賴CCUS技術的應用,因為這些行業是不可能完全做到零排放的。
不過CCUS也有一個嚴重缺陷,甚至阻礙了它在現實世界中的廣泛應用——捕獲的碳只有一種有利可圖的應用,那就是以石油的形式生產更多的碳。
碳捕獲
CCUS并不是一項全新的技術。 油氣行業應用CCUS技術已經有至少50年了,只不過由于高成本和低效率等原因,成功的例子較為有限。過去10年間,已經有幾十家油氣公司放棄了不賺錢的CCUS項目。雪佛龍公司也在今年7月坦承,該公司2016年在澳大利亞高庚天然氣田建設的CCUS項目所捕獲的二氧化碳量還不到它起初承諾的一半。
香港中文大學地理與資源管理學教授徐袁指出:“我們從事碳捕獲已經有差不多50年了,但這個行業的發展仍然不是很好。”他表示,CCUS長期未取得成功的原因是投資不足。
來自國際能源署的數據顯示,2020年全球的所謂“清潔能源”投資只有不到0.5%投向了CCUS,總額只有45億美元左右。從歷史經驗看,政府和企業更愿意投資于可再生能源技術,而不是CCUS,因為可再生能源不僅僅可以減少碳排放,還可以帶來其他效益——比如發電。
另外,碳的捕獲、利用與封存并不是一件容易的事。碳捕獲設施的成本是很高的,而且運行中還要消耗大量能源。另外,碳從捕獲地向存儲地的轉運也不啻于物流和監管上的一場噩夢,很少有企業愿意為此買單。徐袁表示,如果沒有盈利的可能性,企業就會把CCUS當成一個零收益的“公共產品”敬而遠之,而不是企業經營的必需品。
但是現在,隨著越來越多的國家要求企業必須顯著降低碳排放,很多企業又將碳捕獲技術當成了快速減排的一種手段。
碳稅
一些地方的監管機構已經開始對超配額排放的企業征稅“碳排放稅”了。這種政策顯著改變了碳捕獲技術的相對成本——如果企業的排放成本繼續上漲,那么相比于什么都不做,開展碳捕獲的成本顯然就會有所降低。
然而,成本更低并不等于盈利。在利用層面,按理說CCUS是應該可以給投資者帶來投資回報的。不過迄今為止,捕獲的碳的唯一有利可圖的用途,就是利用加壓的二氧化碳,讓老舊的油井泵出更多石油。
加拿大碳捕獲公司Delta CleanTech的執行主席萊昂內爾·坎貝茨指出:“捕獲1噸二氧化碳是有直接成本的,目前捕獲來的二氧化碳唯一可行的用途,就是用來提高石油的開采率。”這對環境來說,充其量算是“邊污染邊治理”。
2020年全年,全球所有的大型CCUS項目的碳捕獲能力大約是4000萬噸二氧化碳,還不到全世界一周碳排放的一半。根據國際能源署的預測,要想實現2050年全球凈零排放的目標,那么到本世紀中葉,全球的碳捕獲能力至少需要增加190倍,達到每年76億噸。這就意味著全世界將捕獲更多的碳,但這些捕獲來的碳卻并沒有很好的用途。
坎貝茨表示:“我們必須發展一種產業來利用我們所捕獲的所有二氧化碳。”
利用
二氧化碳已經有了很多的工業用途,比如化肥生產商會將二氧化碳與氨結合來生產尿素,屠宰廠會用二氧化碳屠宰牲畜,飲料生產商會用它制造碳酸飼料。近些年,還有人將二氧化碳與水泥混合,以制造更耐用的混凝土。而化學制造商則可以利用捕獲的碳生產塑料——盡管塑料和混凝土也會破壞環境。
這些企業雖然需要二氧化碳,但并不需要幾十億噸那么多。根據國際能源署的數據,全球工業企業每年使用的二氧化碳只有2.3億噸,遠低于上文提到的76億噸。雖然過剩的二氧化碳也可以封存在地底,但目前看來,“碳存儲即服務”仍然是一個非常稚嫩的市場。
為了尋找新的商業模式,Delta CleanTech公司向其家鄉加拿大卡爾加里市的研究人員捐贈了一批捕獲的二氧化碳。這些研究人員參加了馬斯克資助的Xprize競賽,該競爭旨在通過研發碳捕獲技術以及由捕獲的碳制成的產品來促進碳捕獲技術的市場化。該競賽于今年2月啟動,獎金為1億美元,預計將在2年內宣布獲獎者。
馬斯克在競賽啟動時表示:“我們的最終目標是實現規模化的碳提取,而且要充分考慮每捕獲一噸碳的成本,包括對環境的影響。” Xprize雖然是一個激動人心的獎項,但與實現碳捕獲技術規模化所需的資本相比,則顯得杯水車薪。從國際能源署的數據看,2020年全球在CCUS領域的投資只有45億美元,離規模化還有極大的投資缺口。不過就像可再生能源領域的投資一樣,只要對該領域持續進行投資,它的成本也會逐漸下降。比如過去10年間,歸功于持續不斷的投資,太陽能電池板的成本已經降低了85%,太陽能已經成了目前最便宜的能源形式。
國際能源署的分析師在今年2月份的一份報告中指出:“在推進凈零排放的過程中,我們不能因為CCUS‘太貴’就不予采用。CCUS還有很大的降低成本的空間——風能和太陽能的經驗都表明這是可能的。”(財富中文網)
譯者:樸成奎
As the world targets net-zero carbon emissions by 2050, investors in the most polluting industries that are unable to fully eliminate carbon emissions from their production processes have incorporated a new phrase in their common vocabulary: carbon capture utilization and storage or CCUS.
In April, oil major ExxonMobil pitched building a $100 billion CCUS facility in Texas oil fields. Miner Rio Tinto announced plans in October to deploy CCUS technology at its aluminum smelt in Iceland. And the Global Cement and Concrete Association has pledged to build 10 industrial-scale CCUS projects by 2030.
Rather than eliminate carbon emissions, CCUS projects capture wayward CO2 to be used or otherwise stored somewhere less damaging than in the atmosphere, such as an underground cavity. In a zero-carbon world, heavy polluters like oil and gas producers, aluminum smelters, and concrete manufacturers are dependent on CCUS applications because carbon emissions can never be fully removed from their businesses.
But CCUS has one crippling drawback preventing its widespread deployment in the real world: the only profitable use of captured carbon is the production of more carbon in the form of oil.
Carbon capture
CCUS is not a new technology. Oil and gas companies have used CCUS for at least 50 years, albeit with limited success, either due to high costs or low efficiency. Dozens of oil and gas makers have abandoned unprofitable CCUS projects in the last ten years. In July, Chevron admitted its carbon capture project in Australia’s Gorgon gas fields, which it had billed as the world’s largest CCUS project when it opened in 2016, had captured less than half the volume of CO2 it promised.
“We’ve been doing carbon capture for about 50 years and the industry has not developed well,” says Yuan Xu, a professor in the department of geography and resource management at the Chinese University of Hong Kong, citing a lack of investment for the chronic failures of CCUS.
According to the International Energy Agency (IEA), less than 0.5% of annual investment in "clean energy" has gone to CCUS, totaling $4.5 billion in 2020. Historically, governments and businesses have been more willing to invest in renewable energy tech than CCUS because renewables provide benefits beyond carbon reduction, such as generating electricity.
And CCUS isn’t easy. Carbon capture facilities are expensive and energy-intensive to run, while transporting carbon to a storage site—such as a dried-up oil field—is a logistical and regulatory nightmare that few businesses are willing to pay for. Without a profit-making angle, companies dismissed CCUS as a zero-gain “public good,” Xu says, rather than a necessity for business.
But now that more governments are mandating companies drastically curb carbon emissions, corporations are taking a second look at carbon capture tech as a means to quickly reduce pollution.
Cap
Carbon taxes—fees local regulators levy on corporations for exceeding a government-set quota on carbon emissions—have altered the cost analysis of carbon capture tech. If the cost of emitting carbon increases, the cost of capturing carbon relative to doing nothing decreases.
Less costly, however, is not the same as profitable. The utilization aspect of CCUS is supposed to make the process more palatable for corporations by providing a return on the investment but, so far, the only profitable use case is using pressurized carbon dioxide to pump more oil out of aging oil fields.
“There's a direct cost of capturing a ton of carbon dioxide and enhanced oil recovery is the only viable use of carbon dioxide today,” says Lionel Kambeitz, executive chairman at Canadian carbon capture firm Delta CleanTech. That’s a Catch 22 for the environment.
In all of 2020, global large-scale CCUS had the capacity to capture 40 million tonnes of CO2—less than half the volume of carbon produced worldwide in a single week. Under a net-zero by 2050 scenario, the IEA predicts global CCUS capacity will need to increase 190 times, to 7,600 million tonnes per year by the middle of the century, meaning the world will have a lot more captured carbon but no great uses for it.
“There has to be the development of an industry to use all these carbon dioxide molecules that we're going to capture,” Kambeitz says.
Utilization
Carbon dioxide already has plenty of industrial uses. Fertilizer manufacturers combine CO2 with ammonia to produce urea, which farmers use to add nitrogen to soil. Slaughterhouses use the gas to kill animals. Beverage makers use the gas to add fizz to drinks. More recent applications include mixing CO2 with cement to create more durable concrete, while chemical makers could use captured carbon for producing plastics—although plastic and concrete degrade the environment, too.
Those businesses need carbon, but not billions of tons of it. According to the IEA, global industry uses only 230 million tonnes of CO2 every year—far less than the 7.6 billion tonnes the group says needs to be vacuumed annually from the skies by 2050. A lot of that excess gas could be sequestered in the ground, but carbon-storage-as-a-service remains a nascent market.
In search for new business models, Delta CleanTech donated carbon to researchers in the company’s hometown of Calgary, Canada who had entered the Elon Musk-funded Xprize competition to design new markets for carbon removal by creating both carbon capture tech and products made from captured carbon. The $100 million prize was launched in February and will announce winners in two years.
“The ultimate goal is scalable carbon extraction that is measured based on the ‘fully considered cost per [tonne]’ which includes the environmental impact,” Musk said, during the competition's launch. The Xprize jackpot, although a useful inspiration, is a fraction of the total funding needed to scale CCUS. According to IEA, the world channeled $4.5 billion of investment into CCUS in 2020 and it will take billions more to achieve scale. But, as with renewables, continued investment will bring the cost down. Investment has reduced the cost of solar panels 85% over the last ten years, to a point where solar is now generally the cheapest form of energy available.
"In the pursuit of net zero, we cannot afford to dismiss CCUS as 'too expensive'," analysts at IEA said in a February report. "There is ample potential for cost reductions—the experience of wind and solar highlights what is possible."