碳捕集面临的最大难题远不止储存空间
创始人
2025-11-28 10:16:21

我们一定要始终铭记,地球上的许多资源都是有限的。一项关于碳储存的新研究再次强调了这一点,宣称可以封存二氧化碳的安全实际可用空间比最初估算的水平要少了近十倍,再次提醒我们这种应对碳排放的方法存在局限性。

碳捕集与封存技术(CCS)被普遍视为我们实现气候目标的关键手段,无论是从发电厂或水泥制造厂等点源设施捕获碳排放,还是借助冰岛Climeworks公司的“猛犸象”等设备从大气中直接清除二氧化碳。

为了估算出可以储存多少碳,研究人员绘制了陆地与海洋沉积盆地的地图,这些地下岩层通常含有化石燃料沉积物。接下来他们评估了这些盆地的储存适宜性,考虑了二氧化碳渗漏、地下水污染和地震活动的可能性。他们也把邻近保护区、人类聚集区以及过浅或过深的地点排除在外。

研究结果得出的“审慎地球上限”约为1.46万亿公吨二氧化碳。虽然这项发表于《自然》的研究报告引用了约14万亿公吨二氧化碳的行业估算值,但较小的数字与其他更为保守的评估结果一致。政府间气候变化专门委员会(IPCC)2005年的一份报告给出的估算值为1.69万亿吨二氧化碳,而2021年由北京理工大学科学家牵头的一项研究则认为有效储存潜力为2万亿吨。

为了更好地理解1.46万亿吨这一数字,2024年全球能源相关的排放总量约为380 亿吨二氧化碳。按照政府间气候变化专门委员会设定的许多情景,如果本世纪要实现净零碳排放的目标,实际可用封存空间将在2100年前耗尽。这可能给未来几代人造成难题,因为在2100年之后,仍可能需要持续进行碳捕集或清除。

不过,我并不认为储存量才是碳捕获与封存技术的主要问题。这项研究仅涉及沉积盆地储存,也就是将二氧化碳压缩成流体注入多孔地质构造,但储存这种污染物的方法不止一种。最有前景且相关性最强的是矿化法:将溶解二氧化碳的水注入玄武岩构造。碳酸化的水会迅速与宿主岩石发生反应——两年内95%的二氧化碳会固化——从而形成持久安全的储存库。这种方法的潜在储存容量巨大,可以在大洋中脊封存100至250万亿吨二氧化碳。尽管该技术尚未在大规模应用中得到验证,但只要我们愿意,其储存潜力是存在的。

就现状而言,该行业发展过于缓慢。项目因成本高昂和私营部门需求低而受到阻碍,结果导致严重依赖政府补贴。专注于能源转型的全球智库能源经济与金融分析研究所(Energy Economics and Financial Analysis)计算得出,欧洲碳捕集与封存计划可能需要纳税人承担高达1400亿欧元(约合1640亿美元)的费用。在这样的背景下,政府间气候变化专门委员会所设想的到本世纪末每年封存多达87亿吨二氧化碳的情景,看起来像是天方夜谭。

那么,如何才能加快发展,同时持续降低成本、确保技术仅在真正必要的地方(比如水泥厂)使用呢?

各国政府需要找到方法,切实激励大型排放企业发展碳捕集与封存技术,确保由排放企业而不是公众来承担清理污染的成本。实施“污染者付费”原则——即每排放一吨二氧化碳,化石燃料生产商和其他排放企业必须永久封存一吨二氧化碳——将有助于推动这项技术扩大规模。这也会迫使排放企业在碳捕集与封存技术不具经济性或实用性的领域寻找替代方案。

缺乏储存空间并不意味着碳捕集与封存技术的终结,却又增多了一个理由,让我们必须谨慎考虑哪些行业和哪些世代能够使用这种资源。归根结底,减少排放并在最适宜的领域优先使用碳捕集与封存技术,将是应对气候变化更快速、更经济的方法。

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