碳捕获和储存 (CCS) 是指可以通过减少二氧化碳 (CO 2 )排放来应对气候变化的一系列技术。CCS背后的理念是在化石燃料燃烧产生的 CO 2释放到大气中之前将其捕获。那么问题是：如何处理捕获的 CO 2？大多数当前的 CCS 策略要求将 CO 2注入地下深处。这形成了一个“闭环”，其中碳作为化石燃料从地球中提取出来，然后以 CO 2的形式返回地球。
CCS 如何运作？
如今，CCS 项目每年储存近 4500 万吨 CO 2 ，这大约是1000 万辆乘用车产生的CO 2排放量。捕获通常发生在大型固定 CO 2来源，例如发电厂或生产水泥、钢铁和化学品的工厂。大多数当前的碳捕获项目使用液体在 CO 2离开烟囱之前通过化学方法去除它，但是几种新型的捕获过程正在开发中。
(资料图片仅供参考)
然后将捕获的 CO 2气体压缩，使其变成液体状并通常通过管道输送到储存地点。船舶运输比使用管道运输更昂贵，但欧洲和日本都在考虑。一旦到达封存地点，CO 2就会被泵入井下 2,500 多英尺的地质构造中，例如用完的石油和天然气储层，以及含有无法使用的咸水的构造。
使用二氧化碳
CCS 有时也称为 CCUS，其中“U”代表利用率。提高石油采收率 (EOR) 是当今 CO 2的主要用途。EOR 是指将 CO 2注入活跃的油层以采收更多的油。CO 2的其他可能用途包括制造化学品或燃料，但它们需要大量无碳能源，因此成本太高，在今天缺乏竞争力。对于 CCS 的大规模实施，利用率预计将使用不到捕获的 CO 2的 10% 。
利用率
我们向大气排放了如此多的 CO 2 ，以至于如果碳捕获要在应对气候变化的斗争中发挥任何重要作用，我们将不得不将大部分捕获的 CO 2储存在地下。但是“利用”——将 CO 2作为有价值的产品出售——可以帮助创造碳捕获市场，并使公司更便宜地投资于捕获其 CO 2排放。
今天CO 2的主要用途是提高石油采收率：将 CO 2泵入油井以帮助冲洗掉难以提取的石油。纯CO 2也用于温室中种植植物。今天用于这些目的的大多数 CO 2是从地球中提取的，但捕获的 CO 2也同样有效。
CO 2也可以制成有用的产品。公司和实验室正致力于将 CO 2转化为塑料、水泥和混凝土等建筑材料、燃料、碳纤维和石墨烯等未来材料，甚至是小苏打、漂白剂、防冻剂、墨水和油漆等家用产品。其中一些产品已经在销售，但没有大量销售。
或者我们可以使用 CO 2来培养藻类或细菌。这可以成为制造生物燃料、肥料或动物饲料的基础。
从空气中捕获 CO 2 本*文@内-容-来-自；中_国_碳^排-放*交-易^网 t an pa i fa ng . c om
最近也有相当大的兴趣使用 CCS 技术从大气中去除 CO 2 。一种选择是采用 CCS 的生物能源(BECCS)，其中生物质（如木材或草）通过光合作用从空气中去除 CO 2 。然后收获生物质并在发电厂中燃烧以产生能量，同时捕获并储存CO 2 。这会产生所谓的“负排放”，因为它从大气中吸收 CO 2并将其储存起来。另一个负排放选项称为直接空气捕获 (DAC)，其中使用化学过程从空气中去除CO 2 。然而，CO 2的浓度空气中的碳含量比发电厂或工业厂房烟囱中的碳含量低约 300 倍，因此捕获效率要低得多。因此，如今 DAC 相当昂贵。
图片
捕获的 CO 2有一些商业市场，例如碳酸饮料或使用管道输送的 CO 2来种植植物的温室。还有其他更具推测性的建议来转化 CO 2转化为塑料和燃料等有价值的产品。但是“利用非常具有挑战性，”麻省理工学院能源计划高级研究工程师 Howard Herzog 说，他从事碳捕获工作已有 30 多年。
根据 Herzog 的说法，一个问题是“CO 2的市场通常比我们排放的CO 2量小得多。” 温室和汽水公司只需要这么多的 CO 2，如果碳捕集增长到足以对气候变化产生严重影响，它将很快超过这些市场。
出售捕获的 CO 2也可能很困难，因为这些市场可以从其他通常更便宜的来源获取碳。例如，泵入温室的 CO 2通常来自天然气等燃烧燃料，而高纯度 CO 2可来自化肥厂的氨生产，在正常操作中捕获，不需要特殊处理碳捕集技术。
另一个问题是，CO 2的许多潜在用途首先破坏了捕获它的气候效益。“如果您出于气候原因捕获 CO 2并将其放入汽水中，当人们喝下汽水时，它会回到大气中，”Herzog 解释道。“所以你在减少碳排放方面没有做任何事情。” 同时，将捕获的碳转化为塑料或燃料需要大量能源，而其中大部分能源并不清洁。“在我们有足够的低碳能源来做到这一点之前，这是没有意义的。”
如果出于气候原因商业市场无法吸收我们想要捕获的所有碳，那么所有捕获的过量 CO 2会发生什么？幸运的是，即使自由市场不这样做，政府也可以介入以提高碳捕获的利润。赫尔佐格解释说，由于称为 45Q 的联邦税收抵免，在美国捕获碳的公司可能通过将其储存在地下而不是出售它来获得更好的经济效益。美国国内税收法典第 45Q 条款为捕获和储存的每公吨 CO 2提供税收抵免。45Q 条款于 2008 年首次引入，在 2022 年 8 月通过了《降低通货膨胀法》后，为捕获的 CO 2支付的金额有所增加。 您获得多少报酬取决于您对捕获的 CO 2的处理方式，赫尔佐格解释道。它既可以注入并储存在地下地质构造中，也可以用于提高石油采收率 (EOR)，将其泵入石油储备以榨取更多石油。“如果将其放入地质构造中，每吨可获得 85 美元；如果将其用于提高石油采收率，则每吨可获得 60 美元。” 直接从大气中提取的CO 2也有特价——这个过程比从烟囱中捕获碳要昂贵得多。对于通过“直接空气捕获”捕获的 CO 2， 45Q 条款为地下储存的每吨支付 180 美元，用于 EOR 时支付 130 美元。
45Q 条款不仅仅是为捕获和储存的每吨碳定价；它以其他方式推动了碳捕集行业。去年通过的《降低通货膨胀法》使新的碳捕集设施更容易获得 45Q 税收抵免的资格，例如，将延期至 2033 年，届时新设施需要开始建设才有资格。
Herzog 说，将捕获的碳出售给商业市场的格局在未来可能会发生变化，但不会在不久的将来发生。与因气候原因需要捕获的CO 2相比，我们可以使用的CO 2量简直是小巫见大巫。在 Herzog 看来，“如果我们要在每年 10 亿吨的水平上做到这一点，其中大部分将不得不进入地下。”
关键词：
