擴大碳捕獲、利用與封存(CCUS)規模:碳捕獲真的能扭轉全球排放嗎?
碳捕獲、利用與封存(CCUS)投資正在成長,但碳捕獲技術真的能扭轉全球碳排放嗎?看看它在哪些方面行之有效,規模受限於哪些因素,以及哪些證據至關重要。
碳捕獲、利用與封存(CCUS)正進入一個更為重要的階段。 2026年3月,國際能源總署(IEA)報告稱,過去兩年中,超過30個CCUS計畫已做出最終投資決定,年度投資額自2020年以來增長超過15倍,到2025年將超過50億美元。 IEA最新的專案更新報告也顯示,已投入營運或興建中的碳捕獲能力比上一次年度更新報告高出10%以上。同時,更廣泛的氣候狀況卻朝著錯誤的方向發展:IEA的《2026年全球能源展望》估計,2025年全球能源相關的二氧化碳排放量將增加約0.4%,達到創紀錄的近384億噸。
這種對比是當今碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術的核心問題。技術在進步,融資結構日趨成熟,共享的運輸和儲存網路也開始投入營運。然而,全球排放系統的規模遠大於目前捕獲的碳量。因此,實際問題不在於CCUS在實驗室條件下是否“有效”,而在於它能否在合適的領域快速推廣,並實現可驗證的儲存和可接受的全生命週期排放,從而為氣候穩定做出有意義的貢獻。
這句話可能掩蓋了一個重要的差異。傳統的化石燃料或工業碳捕獲技術可以阻止部分二氧化碳進入大氣層。這是一種減排技術。它本身並不能去除大氣中已有的二氧化碳。
政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)明確區分了這個概念。其第六次評估報告(AR6)對二氧化碳移除的評估指出,碳捕獲與封存(CCS)或應用於化石燃料二氧化碳的碳利用並非二氧化碳移除,因為這些碳並非來自大氣。相較之下,直接空氣碳捕獲與封存(DACCS)和生物能源碳捕獲與封存(BECCS)可以算作二氧化碳去除,因為這些技術捕獲並長期儲存了大氣或生物源碳。
所以實際上有三種不同的氣候結果:
碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術可以促成所有三種結果,但只有某些形式的CCUS技術才能達到第三種結果。因此,如果不具體說明碳來源和封存方式,就說“碳捕獲可以逆轉排放”,這是誤導性的。
已確認最新的進展令人鼓舞,但也喜憂參半。國際能源總署 (IEA) 2026 年 3 月發布的報告《大規模碳捕集、利用與封存 (CCUS) 融資》指出,與往年相比,此次投資規模更大,地理分佈更廣。報告顯示,目前已有 70 多個大型碳捕集設施投入運營,二氧化碳管道總長度超過 9,000 公里。在建工程預計在 2030 年前使碳捕集產能翻倍。
還有跡象表明,基礎設施建設正從理論層面走向實際應用。國際能源總署2026年3月27日發布的項目更新報告指出,全球首個專用二氧化碳儲存中心已於2025年在挪威投入運營,同時,中國和北美也啟動了多個大型項目,另有八個國家開始建設相關設施。
但這些進展並不能消除部署缺口。國際能源總署的同一份融資報告指出,已宣布的2035年碳捕獲、利用與封存(CCUS)計畫中,約有90%尚未做出最終投資決定。一些計劃中的項目由於融資、運輸、儲存或長期收益的不確定性而被取消或撤回。換句話說,已宣布的產能與實際運作產能並不相同。
水泥產業是最典型的應用領域之一,因為其二氧化碳排放的大部分並非來自燃料燃燒,而是來自石灰石轉化為熟料的化學反應。因此,即使窯爐改用清潔電力或低碳燃料,也無法完全消除所有製程排放。政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)第三工作小組發布的《決策者摘要》指出,對於具備合適地質封存條件的大型工業排放源,碳捕獲與封存(CCS)是一項重要的減排方案。
但這並不意味著每個水泥碳捕集與封存(CCS)計畫都必然有利。最終結果仍取決於捕集系統的實際性能、運作所需的能源、能源消耗產生的上游排放、運輸損耗以及長期儲存的安全性。但與已有成熟的零碳替代方案的應用領域相比,水泥碳捕集與封存計畫的必要性更容易論證。
碳捕獲、利用與封存(CCUS)還可以減少氫氣生產、化學品、部分煉鋼製程、煉油和可調度電力生產過程中的排放。氣候效益評估的品質因地而異。例如,一座配備碳捕獲與封存(CCS)技術的燃氣發電廠應與再生能源、儲能、輸電、需求側響應、核能或這些資源的組合等可行替代方案進行比較。相關的指標並非僅僅是“煙囪捕獲的碳百分比”,而是單位有效產出的生命週期排放量。
這種區別至關重要,因為捕集設備本身也會消耗能源。即使工廠的捕集率很高,仍然可能存在可觀的殘餘排放或額外的上游排放。因此,優秀的專案評估應該關注整個系統避免了多少二氧化碳排放,而不僅僅是捕集裝置內部分離了多少二氧化碳。
如果目標是超越淨零排放,邁向淨負排放,那麼點源化石燃料碳捕獲與封存(CCS)就遠遠不夠了。碳捕獲組合中的碳去除部分必須捕獲來自大氣中的碳並將其持久儲存。直接碳捕獲與封存(DACCS)可以直接實現這一點。生物能源碳捕獲與封存(BECCS)則可以間接實現,即生物質吸收大氣中的二氧化碳,並在轉化或燃燒過程中捕獲產生的碳。
政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)得出結論,在實現淨零排放的路徑中,需要透過二氧化碳移除來抵消難以減排的殘餘排放,但同時也警告說,移除不能替代立即大幅減排。這是一項至關重要的保障措施。總排放量減少越多,移除的負擔就越小,也越容易管理。
一個完整的碳捕集、利用與封存(CCUS)計畫需要碳捕集設備、壓縮裝置、運輸設備、注入點、地下特徵分析、監測、許可證、商業合約以及長期責任安排。即使碳捕集廠在技術上已經準備就緒,但如果管道或儲存許可證審批延遲,也可能閒置。儲存業者則可能面臨相反的問題:注入能力成本高昂,但承諾的客戶卻寥寥無幾。
這種「跨鏈」風險是國際能源總署最新融資工作強調樞紐和共享基礎設施的原因之一。一個通用的管道和儲能網路可以服務多個排放源,分攤固定成本,並使小型工業設施更具可行性。但這也會帶來協調方面的挑戰:合約必須明確規定當網路的一部分不可用時,由誰來承擔費用。
深層地質封存並非單純地將二氧化碳注入地下。選址和監管必須考慮注入能力、壓力、老井、斷層、地下水保護、監測、封井和財務責任等問題。例如,在美國,環保署針對地質封存井的第六類項目要求進行場地特徵分析、羽流和壓力建模、井完整性控制、持續監測、注入後維護、應急計畫和財務擔保。
這項教訓具有更廣泛的國際意義:理論儲存容量與已獲許可、已確定性質且可融資的儲存容量並不相同。擴大碳捕獲、利用與封存(CCUS)規模需要將地質潛力轉化為具有已驗證容量和長期管理保障的具體注入點。
CCUS(碳捕獲、利用與封存)中的「U」涵蓋了碳捕獲的多種用途。某些產品,例如某些礦化建築材料,可以長期儲存碳。而其他用途則會將二氧化碳相對快速地釋放回大氣中。合成燃料就是一個明顯的例子:其碳通常會在燃燒時釋放出來。
如果嚴格的生命週期分析表明,利用已捕獲的二氧化碳可以取代碳排放強度更高的產品或工藝,那麼這種利用方式仍然是有益的。但是,利用已捕獲的二氧化碳並不等同於永久封存,除非碳在與氣候相關的時限內保持儲存狀態,否則不應將其視為持久性碳移除。
| 問題 | 為什麼這很重要 | 強有力的證據是什麼樣的? |
|---|---|---|
| 二氧化碳的來源是什麼? | 判斷該項目是否避免了新的排放,或是否符合碳移除的標準。 | 明確區分化石二氧化碳、生物成因二氧化碳和大氣二氧化碳的會計方法。 |
| 從生命週期角度來看,可以避免多少二氧化碳排放? | 單憑煙囪捕集率就可能誇大氣候效益。 | 能源消耗、上游排放、運輸、殘餘排放和儲存都包含在內。 |
| 碳都到哪裡去了? | 利用和儲存的耐久性截然不同。 | 經證實的地質儲存或具有可證明的持久碳保持能力的產品。 |
| 儲存容量是否真的允許且可用? | 已公佈的儲存資源並不保證實際的注入容量。 | 已確定地層特徵、許可證、注入井、監測計畫和合約准入。 |
| 性能是在啟動後測量的嗎? | 設計規範與實際運作情況並不相同。 | 透明的運作數據,涵蓋捕獲、停機時間、能源損失、運輸、注入和洩漏監測。 |
| 更乾淨的替代方案會更便宜還是更快? | CCUS應該與其他消除相同排放物的方法競爭。 | 從成本、時間、可靠性、土地、基礎設施和生命週期排放等方面對特定產業進行比較。 |
最有用的指標並非公告的數量,而是專案轉化為能夠年復一年地捕獲、運輸、注入和核查二氧化碳的營運系統。以下幾個跡象表明,該行業正從示範階段邁向永續規模化:
僅靠傳統點源碳捕集、利用與封存(CCUS)技術並不能嚴格意義上「逆轉」排放。其主要作用是阻止部分排放流進入大氣層,尤其是在替代方案有限的情況下。這對於水泥等產業以及部分重工業而言具有極高的價值。
要實現全球年度二氧化碳淨負排放,世界需要大規模、可持續的二氧化碳去除措施,其規模必須大於積極採取直接減排措施後剩餘的排放量。直接碳捕獲與封存(DACCS)、生物能源碳捕獲與封存(BECCS)和其他去除方法可以為此做出貢獻,但它們的可持續規模、成本、能源需求、土地需求和基礎設施仍然是主要限制因素。
因此,對2026年證據最站得住腳的解讀既不是“碳捕獲、利用與封存(CCUS)將拯救氣候”,也不是“CCUS無關緊要”。投資和專案執行顯然正在改善,這項技術可以解決一些難以消除的排放問題。但目前全球排放總量仍然龐大,大多數已宣布的未來CCUS計畫尚未獲得建設資金,而且碳移除不能被視為推遲其他減排措施的通行證。
碳捕獲、利用與封存(CCUS)最好被視為更廣泛的脫碳體系中的一個專門部分:在可行的情況下盡可能減少排放,在全生命週期效益顯著的情況下捕獲難以捕獲的工業排放,建設受監管的運輸和儲存基礎設施,並將持久性清除措施保留給剩餘排放和最終的淨負排放目標。如果這些環節能夠規模化運作,CCUS 可以顯著提高實現淨零排放的可能性。否則,僅靠提高碳捕獲能力無法扭轉全球碳排放趨勢。
碳捕獲、利用與封存(CCUS)投資正在成長,但碳捕獲技術真的能扭轉全球碳排放嗎?看看它在哪些方面行之有效,規模受限於哪些因素,以及哪些證據至關重要。
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