编者按:面对日益严峻的气候变化形势,关于
碳中和的行动举措已经被多个国家列入了发展行动计划,全球多家大型能源公司纷纷表态将进行去
碳排放转型致力于将化石能源逐渐向可再生清洁能源过渡,并最终实现零碳排放,然而碳中和能否如期实现,在整个过程中,能源公司还有哪些工作需要细化,分步骤进行改革?带着诸多
问题,记者近日走访了多家机构采访了数位专家、学者。
海平面上升、极地冰雪消融、珊瑚礁死亡、森林大火燃烧……在过去一段时间里,我们越来越频繁的见证全球变暖所带来的后果。地球似乎已被扣动了扳机,气温飙升是否不可逆转?联合国秘书长安东尼奥·古铁雷斯曾表示:“气候危机是一场我们正在输掉的比赛,但也是我们可以赢得的比赛。”2015年《巴黎协定》提出了将全球气温升幅控制在比工业化前水平高2摄氏度的范围以内,并尽最大努力将升幅进一步限制在1.5摄氏度以内,明确了本世纪后半叶实现温室气体净零排放的目标。在《巴黎协定》引领的全新全球气候治理格局下,越来越多的国家政府正在将其转化为国家战略,提出了无碳未来的愿景。
国际碳交易
市场是一个由人为规定而形成的市场。
碳市场最重要强制性规则之一的《京都议定书》规定了《联合国气候变化框架公约》附件一国家的量化
减排指标;即在2008-2012年间其温室气体排放量在1990年的水平上平均削减5.2%。
从经济学的角度看,碳交易遵循了科斯定理,即以二氧化碳为代表的温室气体需要治理,而治理温室气体则会给企业造成成本差异;既然日常的商品交换可看作是一种权利(产权)交换,那么温室气体
排放权也可进行交换;由此,借助碳权交易便成为市场经济框架下解决污染问题最有效率方式。
碳中和>>>>
各种直接或间接涉及化石能源燃烧的生产流程会排放大量破坏气候的二氧化碳。二氧化碳排放对气候的影响是全球性的,二氧化碳排放源头和二氧化
碳减排地点无关痛痒。碳排放与生产量应成比例进行抵消。例如,投资全球气候保护项目最终确保
碳足迹中和。因此,我们通过碳补偿机制,自发推动气候保护项目,创造环境附加价值——没有额外的收益,这些项目无法推行。
9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话提出,我国二氧化碳排放力争于2030年前达峰,进而实现碳中和。除此之外,日本、加拿大、英国、韩国和欧盟等多个主要经济体、国家相继于近期提出了各自的碳中和目标。
与此同时,全球石油巨头也相继制定了减排目标——壳牌致力于在2050年转型成为净零排放能源公司;道达尔计划于2050年实现其生产的净零排放;bp计划2050年实现1类、2类净零排放,3类排放减少50%;Equinor的目标是在2050年实现接近温室气体零排放,2030年减排40%,2040年减排70%……
首先,根据联合国政府间气候变化专门委员会《IPCC全球升温1.5℃特别报告》,“净零排放”与“碳中和”的概念略有不同。“碳中和”指一个组织一年内的CO2排放与CO2清除量达到平衡,而“净零排放”则是指一个组织一年内所有温室气体(CO2、甲烷等)排放量与温室气体清除量达到平衡。但无论是“净零排放”还是“碳中和”,都是人类共同应对气候变化行动的开始。
而在这场关乎人类命运的保卫战中,石油企业将承担什么角色?根据美国气候责任研究所数据分析,近50年来,全球20家化石能源生产企业制造了全球35%的碳排放量,合计4800亿吨。其中,仅埃克森美孚、雪佛龙、BP、壳牌在此期间的碳排放量就已占全球总排放量10%以上。因此,石油企业积极顺应《巴黎协定》要求、加快调整生产方式减少碳排放对实现“净零排放”或“碳中和”目标意义重大。在低碳革命的宏大“交响曲”进入高潮之时,石油企业只有把握大势才能驾驭未来。
科技力量支撑低碳未来
从国际能源署(IEA)及清华大学何建坤教授等的研究成果“中国低碳发展与转型路径”结果看,国际上“碳中和”的实现路径主要是化石能源向非化石能源转型的路径。这其中包括:提高
电力行业中可再生能源(光伏、风电、水电、地热等)、核能的占比;在工业领域采用清洁电力(零碳电力)、氢能;在
交通运输领域采用电动汽车(清洁能源充电)、氢能运输工具、生物质燃料等。除此之外,BECCS(生物质CCS)和森林增汇是消除大气中累积碳排放的技术,就是即便我们已经达到了碳中和或者零排放,而要去除大气中长期累积排放的CO2,必须采用BECCS或森林增汇,DAC(直接空气捕集)加地质封存也是选项之一。
由于可再生能源的间歇性和储能技术没有解决,加之水电、核电的资源有限,依托可持续化石能源发电来调峰成为必然的选择。而使用化石能源并确保可持续,就必须采用碳捕集与封存(CCS)技术来消除化石能源产生的CO2,才能达到CO2零排放。CCS技术可实现化石能源大规模低碳利用,有效降低CO2排放,是目前快速降低碳排放最为有效的方法,也是燃煤电厂、
钢铁厂、
水泥厂、冶炼厂等难以减排的高排放企业快速减少碳排放的唯一经过验证行之有效的方法。因此,CCS或CCUS在向净零排放过渡中将扮演支柱的角色,几乎涉及全球能源体系的方方面面。IEA执行董事Fatih Birol在近日举行的ADIPEC上表示:“如果没有CCUS,则能源转型和应对气候变化的目标将难以实现。”然而该技术目前仍处于发展与应用的初级阶段,并有可能与可再生能源长期处于竞争并相互依存的状态。
就可再生能源而言,因为过高的成本成为其快速发展的最大障碍。以电力行业为例,风电是最接近商业化的可再生能源,但成本仍然比火力发电高;太阳能发电成本则更高,是火电的数倍。因而降低成本是可再生能源规模化发展的关键。除此之外,可再生能源的储能问题短期内也无法解决,其发电低谷依然需要传统煤电、天然气发电来实现调峰,这就使得可再生能源发电实际上不是零碳电力,因此也就需要CCUS来消除调峰时煤电、天然气发电所排放的CO2。
由此看来,实现CCUS技术的大规模工业化示范与部署已刻不容缓,而在CCUS领域再现太阳能与风能高速发展的辉煌就需要与发展可再生能源相当的激励政策,加快低碳、零碳技术的研发、示范与推广,特别是要优先支持油田驱油利用捕集CO2市场的建立。只有在大力发展和推广过程中,才能实现技术成本的降低。当然发展这些技术,需要一方面实施激励技术研发、工程示范和推广的战略政策(比如将对可再生能源的补贴同样应用到CCUS发展中、对CCUS等项目减免税或出台类似美国45Q对CCUS的激励政策等);另一方面则是制定碳排放户缴纳排碳费等相关制度;除此之外还要激励在大规模驱油利用与封存工业化示范项目中安全并低成本运输CO2的管道等基础设施的建设。我国在迅速通过工业化示范,降低技术成本方面较发达国家有绝对的优势,其中太阳能产业就是很好的例证,因此发达国家也看好中国可以大规模降低CCUS技术的成本,并将其推广到其他国家和地区。
能源转型创造历史机遇
低碳目标在为石油工业发展带来挑战的同时,更多的则是带来机遇。如何打造绿色低碳发展的核心竞争力,让应对气候变化成为促进油气企业可持续发展的抓手,成为了当前各大油气巨头关心的问题。
对于我国来说,在经济高速发展的今天,在油气供应对进口的依存度不断攀升的背景下,在CO2年排放量居世界之首的困境中,采用CO2驱油提高原油采收率(CO2-EOR)并进行地质封存的CCS技术(或CCUS技术),可以在挖掘油气资源潜力、保障国家能源安全的同时大幅实现碳减排,可谓一举多得。
实际上,油公司发展CCUS产业有着得天独厚的优势。首先,CCS技术原本就是在石油工业的CO2驱油技术基础上发展而来的,CO2的地质封存实际上是石油天然气勘探开发的拟过程。这使得油公司从油气田开发转向CO2驱油与封存或者咸水层封存相对容易。其次,我国重要油气生产区内各类工业排放源密布,这就为围绕油气田率先实施CCS全链条大规模工业化示范、建设较短距离管道运输设施、保障CO2安全低成本运输与封存提供了有利条件,为形成以CO2驱油和封存为先导的产业链带来了发展机遇。与此同时,对注入地下的CO2监测以确保封存安全性的技术,也是油气公司看中的可以提高油气藏预测精度的技术。以往的储层预测技术,对储量的估计有不小的误差。而注入已知量的CO2到储层中,为检验和改进储层预测技术精度提供了机会。这也是国际石油公司开展CCS,提高其根本竞争力的着眼点之一。
通过布局CCUS,石油企业可以在解决自身碳排放问题之余,通过承接煤
化工以及其他工业行业的碳排放而获得盈利机遇。加拿大的Weyburn与Midale油田就是通过捕集来自煤化工、煤电厂的CO2进行驱油和封存的最成功范例之一。根据何建坤教授10月12日发表的“中国低碳发展与转型路径”,CCS贡献的CO2减排量到2030年为每年3000万吨,到2050年为每年8.8亿吨。如果按照每吨CO2的捕集与封存价格为60美元计算,减排3000万吨的年产值是18亿美元,减排8.8亿的年产值是528亿元。
(本文采访了“二氧化碳捕集与封存技术国家地方联合工程研究中心”副主任马劲风和
香港科技大学环境与可持续发展学系客座教授Michael Edesess,特此鸣谢。)
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联合国秘书长古特雷斯12月2日在美国哥伦比亚大学举办的“我们星球的现状”的活动中发表讲话时表示:“我们的星球出现了故障。”他表示,“对于人类和地球来说,现在都是一个决定性的时刻。” 古特雷斯称,“2020年正在成为全球有记录以来气温最高的三个年份之一。过去十年是人类历史上气温最高的十年。灾难性的火灾和洪水、热带气旋和飓风日益成为新的常态。2020年,陆地、海洋,特别是北极都出现了新的极端温度。野火吞噬了澳大利亚、西伯利亚、美国西海岸和南美的大片地区,烟羽弥散全球。“北大西洋飓风季节已经出现30场风暴,超出长期平均水平的两倍,打破了飓风季节的记录。两场飓风连续袭击中美洲且余威不散,成为近年此类风暴最严重的时期之一。”大西洋上飓风数量创了纪录,其中,11月中美洲史无前例出现了连续的4级飓风。非洲和东南亚部分地区的洪灾导致了大量人口流离失所,数百万人陷入了粮食不安全的境地。在北极,2020年出现异常高温,超出平均气温3摄氏度以上,西伯利亚北部超出5摄氏度以上。10月的北极海冰达到了有记录以来的最低位——而现在的重新结冰创下了有记录以来的最慢速度。格陵兰冰长期减少的趋势仍在继续,平均每年减少冰块2780亿吨。永久冻土正在融化,因此释放出强有力的温室气体——甲烷。
欧洲联盟已承诺到2050年成为首个气候中和大陆。中国、英国、日本和韩国等110多个国家承诺到2050年实现碳中和。即将就任的美国政府也宣布了完全同样的目标。这意味着,到明年年初,占全球二氧化碳排放量65%以上和世界经济70%以上的国家将做出雄心勃勃的碳中和承诺。(编译 马睿)