2021年5月18日，國際能源署（IEA）發(fā)布了一份特別報告《2050年凈零碳排放：全球能源領(lǐng)域路線圖》（Net Zero by 2050: a Roadmap for Global Energy Sector）。

IEA的這份重磅報告，是為配合將于2021年11月在英國格拉斯哥（Glasgow）召開的全球氣候大會（COP26）而編制的。

該報告描述了全球凈零碳排放目標(biāo)和國家自主貢獻(xiàn)的有關(guān)現(xiàn)狀，提出了全球能源領(lǐng)域到2050年實現(xiàn)凈零碳排放的總體路徑，闡述了能源領(lǐng)域各主要行業(yè)實現(xiàn)凈零碳排放的具體路徑，并分析了實現(xiàn)凈零碳排放對經(jīng)濟(jì)社會等方面的廣泛影響。

該報告論述了能源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)凈零碳排放的方方面面。本文重點關(guān)注其中涉及的碳捕集利用與封存（CCUS）的內(nèi)容，主要回答以下四個問題：CCUS能夠發(fā)揮什么作用、CCUS主要用在哪些領(lǐng)域、CCUS為什么是必要的，以及CCUS如何去推進(jìn)。

第一個問題：作用有多大

IEA預(yù)測，2020年全球能源及相關(guān)工業(yè)過程的碳排放總量約為339億噸，全球CCUS實現(xiàn)碳封存的規(guī)模約為0.4億噸，約占碳排放總量的0.1%。

IEA編制的這份凈零碳排放路線圖認(rèn)為，全球依靠CCUS實現(xiàn)碳封存的規(guī)模將在2030年達(dá)到16億噸，約占2020年全球碳排放總量的4.7%；2035年達(dá)到40億噸，約占2020年全球碳排放總量的11.8%；2050年達(dá)到76億噸，約占2020年全球碳排放總量的22.4%。

第二個問題：領(lǐng)域有哪些

IEA認(rèn)為，CCUS在凈零碳排放場景下主要發(fā)揮四個作用：一是直接消除現(xiàn)存排放設(shè)施的碳排放，二是為那些最難實現(xiàn)技術(shù)減的行業(yè)提供一個控制碳排放的手段，三是為低碳?xì)錃獾纳a(chǎn)提供一條可快速放大的低成本途徑，四是可以借助生物質(zhì)能碳捕集封存（BECCS）和直接空氣碳捕集封存（DACCS）工藝從空氣中實現(xiàn)碳的凈移除。

IEA預(yù)測，2050年全球76億噸規(guī)模的CCUS應(yīng)用中，碳捕集?總量的95%將會實施地質(zhì)封存，5%用于生產(chǎn)合成燃料。

工業(yè)領(lǐng)域CCUS的規(guī)模占比約40%。工業(yè)碳捕集總量達(dá)到28億噸，其中水泥行業(yè)約占一半，達(dá)到13.6億噸，鋼鐵行業(yè)為6.7億噸，化工行業(yè)為5.4億噸。

燃料變換行業(yè)CCUS的規(guī)模占比約30%。其中天然氣制氫過程的碳捕集規(guī)模達(dá)到18.0億噸，生物燃料生產(chǎn)過程的碳捕集規(guī)模達(dá)到6.3億噸。

電力行業(yè)CCUS的規(guī)模占比約20%。電力碳捕集中45%來自煤電，40%來自生物質(zhì)發(fā)電，15%來自天然氣發(fā)電。2050年全球煤電總裝機(jī)為3.80億千瓦，其中裝備CCUS的煤電裝機(jī)為2.22億千瓦，占比58.4%，年發(fā)電量6630億千瓦時。全球生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)為6.4億千瓦，其中裝備CCUS的生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)為1.52億千瓦，占比23.8%，年發(fā)電量8420億千瓦時。全球天然氣發(fā)電總裝機(jī)為6.66億千瓦，其中裝備CCUS的天然氣發(fā)電裝機(jī)為1.71億千瓦，占比25.7%，年發(fā)電量6690億千瓦時。

直接空氣捕集的規(guī)模占比約10%。DACCS的規(guī)模達(dá)到6.3億噸。

第三個問題：必要性如何

IEA承認(rèn)，該報告有關(guān)CCUS的假設(shè)是其三個最具不確定性的假設(shè)之一。另外兩個高度不確定的假設(shè)分別是關(guān)于人的行為變化的假設(shè)和關(guān)于生物質(zhì)能的假設(shè)。

IEA認(rèn)為，如果對CCUS采用更悲觀的假設(shè)，將會顯著增加2050年實現(xiàn)凈零碳排放的成本和困難程度。

具體來說，如果工業(yè)領(lǐng)域不采用CCUS，意味著需要更多直接用于生產(chǎn)工藝的可再生能源電力，以及更多來自可再生能源電力的燃料氫。而這將引起全球可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模增加約30%。

如果電力行業(yè)不采用CCUS，一方面會引起大量化石能源發(fā)電資產(chǎn)擱淺，IEA預(yù)計2030年全球資產(chǎn)擱淺規(guī)模達(dá)到900億美元，2050年達(dá)到4000億美元；另一方面也會大幅增加電力系統(tǒng)達(dá)到同等可靠性所需的儲能系統(tǒng)成本。

IEA綜合分析表明，如果不采用CCUS，除可能引起大規(guī)模資產(chǎn)擱淺外，全球2050年實現(xiàn)凈零碳排放需要額外增加15萬億美元的投資，同時還會大大延遲BECCS和DACCS的應(yīng)用，全球?qū)崿F(xiàn)凈零碳排放的難度又將大大增加。

第四個問題：怎樣去推進(jìn)

IEA從不同側(cè)面提出了推進(jìn)CCUS的建議，歸納以下幾條。

一是加快技術(shù)研發(fā)。IEA認(rèn)為，CCUS（特別是DACCS）與先進(jìn)電池和高效電解制氫裝備一起，將在2030-2050年間為實現(xiàn)全球凈零碳排放目標(biāo)做出主要貢獻(xiàn)，需要加大研發(fā)投資。

二是投資基礎(chǔ)設(shè)施。大規(guī)模CCUS的應(yīng)用需要配套建設(shè)二氧化碳運輸管道等基礎(chǔ)設(shè)施，以連接排放源和集中封存場所。

三是推行合理碳價。IEA提出發(fā)達(dá)國家的指導(dǎo)碳價為：2025年75美元、2030年130美元、2040年205美元、2050年250美元；而包括中國在內(nèi)的金磚四國的指導(dǎo)碳價則為：2025年45美元、2030年90美元、2040年160美元、2050年200美元。

四是促進(jìn)國際合作。IEA認(rèn)為，包括BECCS和DACCS的空氣碳移除應(yīng)該在全球范圍內(nèi)選取合適的地點實施。而這意味著打通國際碳排放貿(mào)易是十分必要的。

最后，幾點簡單討論。

第一，IEA這個最新報告對CCUS規(guī)模的假設(shè)，實際要比2018年IPCC的1.5℃特別報告更為保守。IPCC特別報告中十八種2050年凈零碳排放模式中CCUS規(guī)模的中位值是150億噸，約為IEA假設(shè)的76億噸的2倍。同時，IPCC假設(shè)的BECCS和DACCS的規(guī)模在35-160億噸，也遠(yuǎn)高于IEA的19億噸。

第二，如果IEA報告預(yù)測可靠，那么2050年全球煤電CCUS的規(guī)模約為7億噸，不足CCUS總規(guī)模的10%，遠(yuǎn)不及工業(yè)領(lǐng)域的碳捕集規(guī)模，幾乎只與DACCS的規(guī)模相當(dāng)。相關(guān)信息為CCUS技術(shù)研發(fā)和布局提供了一定的參考依據(jù)。

第三，鑒于目前國內(nèi)CCUS技術(shù)研發(fā)和示范的主體為大型能源企業(yè)，建議水泥、鋼鐵、化工等行業(yè)龍頭企業(yè)加強(qiáng)與能源企業(yè)的技術(shù)合作，共同推動CCUS技術(shù)進(jìn)步。

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