世界希望掌握碳捕集的技術(shù)。當(dāng)前,美國(guó)第四大石油公司 Occidental Petroleum 正在德克薩斯州塵土飛揚(yáng)的平原上建造一臺(tái)面向未來(lái)的碳捕集機(jī)器,旨在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
這個(gè)名為 Stratos 的建筑群耗資數(shù)十億美元,能從大氣中吸收二氧化碳并將其深埋地下。在該工廠運(yùn)行之前,亞馬遜等商業(yè)巨頭已經(jīng)與其簽約,按噸支付碳捕集費(fèi)用。美國(guó)總統(tǒng)拜登為相關(guān)技術(shù)提供了數(shù)億美元的支持。Occidental Petroleum(西方石油公司)首席執(zhí)行官維基·霍魯布斥資 11 億美元收購(gòu)了 Stratos 背后的初創(chuàng)公司,并在成功游說政府、獲得其支持后,打算建造 100 座類似的設(shè)施。西方石油最大的投資人巴菲特也默默支持這個(gè)項(xiàng)目。
這并不是西方石油公司第一次大規(guī)模投資
碳管理技術(shù)。2010 年,這家石油巨頭公司就建造了一個(gè)名為“世紀(jì)”(Century)的大型碳捕集與封存(CCS)工廠,距如今的 Stratos 約 100 英里。當(dāng)時(shí)世紀(jì)工廠被定位為有史以來(lái)最大的碳捕集試點(diǎn),占全球碳捕集量的 20% 以上。
十年掙扎后悄悄脫手
世紀(jì)工廠位于一個(gè)天然氣加工廠內(nèi)部,并從這一特定排放源提取二氧化碳。不同于 Stratos 采用的較為新近的直接空氣碳捕集(DAC)技術(shù), CCS 這一較老工藝更為成熟,也更加經(jīng)濟(jì)。此外,舊有流程還具有更直接的商業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì):西方石油能以氣體廠回收的二氧化碳為工具生產(chǎn)更多的石油。然而,盡管采用的技術(shù)更簡(jiǎn)單且更有利于生產(chǎn),世紀(jì)工廠始終未能取得成功。
世紀(jì)工廠于 2008 年開始成形,構(gòu)建初期是作為解決氣田資源短缺
問題的潛在方案,將附近皮農(nóng)氣田的天然氣與自然存在的二氧化碳分開。西方石油公司時(shí)任首席執(zhí)行官伊蘭尼預(yù)計(jì),它能幫助公司把西德克薩斯盆地的產(chǎn)量提升 25%,每年能夠處理 840 萬(wàn)噸二氧化碳。
作為專注于污染行業(yè)的咨詢公司,Data Desk 對(duì)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局備案文件進(jìn)行的獨(dú)家分析,結(jié)果顯示從 2018 年到 2022 年,世紀(jì)工廠每年捕獲的二氧化碳量不到 80 萬(wàn)噸,還不足其聲稱能力的 10%。
研究數(shù)據(jù)顯示,世紀(jì)工廠僅使用了很小一部分的二氧化碳捕集能力,且自2020年起,捕集二氧化碳量逐年下降
彭博綠金(Bloomberg Green)的一項(xiàng)調(diào)查顯示,在世紀(jì)工廠運(yùn)行的 13 年里,從未達(dá)到其產(chǎn)能的三分之一以上。盡管技術(shù)上可行,但由于來(lái)自附近油田的天然氣供應(yīng)有限,經(jīng)濟(jì)效益并不理想。
經(jīng)歷了十年掙扎, 2022 年 1 月,西方石油公司悄悄地脫手了這個(gè)資產(chǎn),將世紀(jì)工廠賣給了石油大亨馬隆·米歇爾的一家子公司。在年度報(bào)告里,這筆交易以匿名方式呈現(xiàn),交易價(jià)格約為 2 億美元。然而僅考慮建設(shè)成本,西方石油公司已經(jīng)投入了高達(dá)該數(shù)字四倍多的資金。
西方石油發(fā)言人表示,公司將承諾將繼續(xù)長(zhǎng)期“接收和利用”在世紀(jì)工廠捕獲的所有二氧化碳。但米歇爾集團(tuán)的代表沒有回以評(píng)價(jià)。西方石油稱世紀(jì)工廠仍在“按計(jì)劃運(yùn)行”。該公司的某發(fā)言人在郵件里表示,將該設(shè)施作為碳捕集項(xiàng)目執(zhí)行試點(diǎn)的說法屬于“張冠李戴”、“子虛烏有”。盡管世紀(jì)工廠的實(shí)際運(yùn)
行情況與公司在建造初期的宣傳目標(biāo)相去甚遠(yuǎn),如今 Stratos 又承載了同樣的期待。
石油業(yè)對(duì)碳捕集癡迷已久但持續(xù)失望
其實(shí),石油行業(yè)對(duì)碳捕集技術(shù)癡迷已久。將二氧化碳與其他氣體分離的技術(shù)可以追溯到 20 世紀(jì) 30 年代。自 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái),它一直是石油生產(chǎn)的一種工具。除了有助于生產(chǎn)更多石油外,近十年來(lái)該技術(shù)還受到
政策激勵(lì),比如美國(guó)政府出臺(tái)新法律,加大對(duì)掩埋二氧化碳的補(bǔ)貼力度。現(xiàn)在,進(jìn)行這類活動(dòng)的公司可獲得高達(dá)每噸 85 美元的補(bǔ)貼。然而,經(jīng)過幾十年的部署,全球每年的碳捕集能力僅為 4500 萬(wàn)噸二氧化碳。根據(jù) IEA 的數(shù)據(jù),若要按時(shí)實(shí)現(xiàn) 2050 年凈零碳目標(biāo),這僅僅相當(dāng)于 2030 年階段性碳捕集目標(biāo)的 4%。
從二氧化碳的生產(chǎn)到掩埋,碳捕集通常需要經(jīng)歷八個(gè)步驟,每個(gè)階段都有潛在風(fēng)險(xiǎn)。排放物常見來(lái)源有天然氣加工廠、燃煤發(fā)電廠、
水泥廠和露天大氣。來(lái)源不同,氣體混合物會(huì)有所不同。假設(shè)不存在二氧化碳收集方面的問題,到了最后碳掩埋的環(huán)節(jié),地質(zhì)層還存在很大差異。由于碳捕集各步驟通常會(huì)牽扯到不同的公司,在運(yùn)行設(shè)備時(shí)不僅要協(xié)同各個(gè)環(huán)節(jié),還要考慮整體的商業(yè)運(yùn)行合理性。
全球共有數(shù)十個(gè)碳捕集與封存(CCS)設(shè)施,但用于應(yīng)對(duì)氣候變化的上一代碳捕集技術(shù)幾乎都存在缺陷。世紀(jì)工廠的掙扎表明以化石燃料收入來(lái)支付碳捕集成本風(fēng)險(xiǎn)較大。即使技術(shù)奏效,當(dāng)商品價(jià)格下跌時(shí),項(xiàng)目也經(jīng)常走向失敗。
世紀(jì)工廠的情況并非個(gè)例,越來(lái)越多的 CCS 項(xiàng)目未能達(dá)到人們理想的預(yù)期。在密西西比州,美國(guó)南方公司(Southern Co.)旗下肯佩爾(Kemper)發(fā)電廠一個(gè)備受矚目的“清潔煤炭”項(xiàng)目最終因技術(shù)問題而取消,成本高達(dá) 75 億美元。雪佛龍公司(Chevron Corp.)在澳大利亞投資 21 億美元建設(shè)的戈?duì)栘暎℅orgon)CCS 工廠,由于二氧化碳沉降方面的工程問題,歷經(jīng)七年仍未能按預(yù)期運(yùn)行。數(shù)十年間,各種失敗項(xiàng)目表明,控制碳要比技術(shù)支持者們想象的要困難得多。
這提醒我們,不應(yīng)指望下一波碳治理技術(shù)(既包括像 Stratos 這樣較新的 DAC 項(xiàng)目,也包括像世紀(jì)工廠這樣可以大規(guī)模建造的 CCS 設(shè)施)擔(dān)任氣候救星。但現(xiàn)在這兩項(xiàng)技術(shù)都被當(dāng)作可立即投入使用的氣候解決方案。石油行業(yè)特別關(guān)注這些技術(shù),將其視為自身運(yùn)營(yíng)的保障許可。
國(guó)際能源署(IEA)表示,如今需在全球范圍內(nèi)大規(guī)模推行 CCS 技術(shù),到本十年末,每月需增加不止一個(gè)與世紀(jì)工廠同規(guī)模的設(shè)施。因?yàn)檫@比使用新的碳去除技術(shù)更為經(jīng)濟(jì),且能在第一環(huán)節(jié)就阻止排放物進(jìn)入大氣。聚焦 CCS 并爭(zhēng)取全球石油行業(yè)支持成為即將到來(lái)的 COP28 的一項(xiàng)重點(diǎn)議題。隨著 2050 凈零目標(biāo)時(shí)間越來(lái)越近,研究人員則希望大規(guī)模推廣 DAC 項(xiàng)目,從而降低二氧化碳含量并讓溫度符合《巴黎協(xié)定》要求。核心問題可能在于誰(shuí)有權(quán)來(lái)管理大部分的部署工作。哥本哈根氣候科學(xué)教授、IPCC 作者馬爾特·邁因斯豪森(Malte Meinshausen)認(rèn)為:“問題在于,碳捕集技術(shù)不應(yīng)該與石油行業(yè)結(jié)盟”。
世紀(jì)工廠緣何失???
世紀(jì)工廠的失敗主要受經(jīng)濟(jì)方面而非技術(shù)層面的影響。幾乎就在世紀(jì)工廠項(xiàng)目宣布成立的同時(shí),天然氣價(jià)格大跳水并在接下去的 12 個(gè)月里下降了超過 70%。在接下來(lái)的十年里,天然氣價(jià)格幾乎一直在低谷徘徊,使得皮農(nóng)氣田鉆井的經(jīng)濟(jì)效益大打折扣。
也許從氣候的角度分析,世紀(jì)工廠從未充分發(fā)揮其潛力未嘗不是好事,因?yàn)槠溥\(yùn)行情況與天然氣生產(chǎn)密切相關(guān)。但若是成本高昂的碳捕集項(xiàng)目選址出錯(cuò),卻會(huì)帶來(lái)切實(shí)的氣候成本。因?yàn)槠渌胤絻r(jià)格更低廉的頁(yè)巖氣能滿足同樣的需求,卻不具備碳捕集技術(shù)的好處,最終總排放量可能會(huì)更高。這就是將一個(gè)有潛在氣候效益的技術(shù)與化石燃料生產(chǎn)掛鉤的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)大宗商品價(jià)格走勢(shì)不如預(yù)期時(shí),碳捕集項(xiàng)目最后可能會(huì)受到很大影響。
西方石油公司投資的直接空氣捕集(DAC)項(xiàng)目可能不會(huì)面臨與世紀(jì)工廠一樣的供應(yīng)鏈問題,畢竟二氧化碳無(wú)處不在,但兩者仍存在一些令人不安的相似之處。
這類采用 DAC 技術(shù)的新一代工廠進(jìn)行碳捕集的過程非常復(fù)雜,需要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的協(xié)調(diào)才能成功。與從發(fā)電廠或工廠進(jìn)行碳捕集的傳統(tǒng)方式不同,DAC 的技術(shù)和商業(yè)模式都還不太成熟。
碳捕集成本之所以沒能像可再生能源一樣,在過去十年內(nèi)在全球范圍迅速普及,也正是因?yàn)槠鋸?fù)雜性。與太陽(yáng)能或風(fēng)電場(chǎng)不同,每個(gè) CCS 工廠幾乎都是獨(dú)特的,這意味著降低后續(xù)建造成本的難度要大得多,因此經(jīng)歷了 50 年的技術(shù)部署,其成本也沒有下降多少。
盡管目前,大氣中的二氧化碳含量較工業(yè)化前氣體中二氧化碳上升了 50%,但也僅占環(huán)境空氣的 0.04%,比世紀(jì)工廠的氣流源濃度稀 1000 倍。二氧化碳濃度越低,工廠在分離過程中需要消耗的能量越多。
因此根據(jù)西方石油公司估算,現(xiàn)在從空氣中捕集二氧化碳的成本每噸超過 400 美元,而從燃煤發(fā)電廠或世紀(jì)工廠這樣的天然氣處理設(shè)施捕集排放所需的成本每噸不到 60 美元。但公司首席執(zhí)行官霍魯布表示,通過進(jìn)一步學(xué)習(xí)和建造,這種新技術(shù)的成本將隨時(shí)間下降。
不過,越來(lái)越多的公司愿意高價(jià)購(gòu)買碳去除信用,部分是因?yàn)楫?dāng)前對(duì)減少排放影響甚微的廉價(jià)碳抵消受到持續(xù)的強(qiáng)烈抵制。隨著更多公司認(rèn)真對(duì)待凈零排放并努力避免洗綠行為,碳去除信用
市場(chǎng)預(yù)計(jì)能達(dá)數(shù)千億美元規(guī)模。但現(xiàn)在斷言事情會(huì)如此進(jìn)展還為時(shí)尚早。
這是因?yàn)?DAC 工廠也成為西方石油公司增加油氣產(chǎn)量的核心武器?;趑敳荚诮邮芘聿┚G金的播客《Zero》采訪時(shí)表示:“我們會(huì)切實(shí)繼續(xù)提升石油和天然氣產(chǎn)量。但我們會(huì)以一種有機(jī)會(huì)達(dá)成凈零碳的方式來(lái)生產(chǎn)石油?!彼J(rèn)為掩埋二氧化碳而不利用它生產(chǎn)更多石油是“對(duì)寶貴產(chǎn)品的浪費(fèi)”。
碳捕集并非“靈丹妙藥”
霍魯布的雄心引起了環(huán)保人士和政策制定者的擔(dān)憂,其中包括來(lái)自歐盟和 17 個(gè)國(guó)家的官員。近期他們紛紛警告不要利用 CSS 為新的化石燃料項(xiàng)目辯護(hù)。
國(guó)際氣候研究中心(CICERO)高級(jí)研究員、IPCC 作者格林·彼得斯(Glen Peters)表示西方石油將這些技術(shù)視作了“運(yùn)營(yíng)許可證”。他說:“不存在哪種情景可以繼續(xù)生產(chǎn)石油然后通過碳去除來(lái)凈化?!?/div>
石油行業(yè)一直憑借碳捕集聲稱其正努力實(shí)現(xiàn)凈零未來(lái),而 DAC 則為該行業(yè)的可持續(xù)性主張?zhí)峁┝艘环N新的轉(zhuǎn)折。但是,世紀(jì)工廠和其他 CCS 工廠的失敗提醒人們,不應(yīng)寄望于這類技術(shù),且不能忽視這類技術(shù)的使用目的。
邁因斯豪森表示,即使新項(xiàng)目得到正確部署,也“并非靈丹妙藥”。他說:“高昂的技術(shù)成本清楚地表明,最開始就避免排放是經(jīng)濟(jì)層面的明智之舉?!?/div>