碳移除前景几何?

文摘   2024-08-14 16:47   英国  

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撰文 | 凯瑟琳·厄尔利


牛津大学研究报告指出,在各国气候行动方案中,碳移除所扮演的角色亟需进一步阐明。

  
今年五月,世界规模最大的大气二氧化碳直接捕捉设施“猛犸象”(Mammoth)在冰岛开始运行。图片来源:Climeworks
一份新出炉的研究报告发现,如果要将全球气温上升幅度控制在国际认可的1.5摄氏度范围之内,那么新兴行业要在2050年前把规模扩大到如今的四倍,并且将大气中的碳移除,储存于树木、岩石和海洋中。
联合国气候科学机构政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,简称IPCC)将二氧化碳移除(Carbon Dioxide Removal,简称CDR)定义为,从大气中捕获二氧化碳并将其在储存起来的人类活动,这些二氧化碳将在陆地、海洋碳库,活着以制品的形式储存数十年、甚至数千年。
目前,每年以这种方式移除的碳约有20亿吨,大多数使用的是诸如植树造林、林地再造、湿地恢复、土壤改良等传统方法。
不过近年来,一个利用新型技术的产业取得了快速发展,它所采用的方法包括了以下几个:将碳储存于建筑材料或者生物碳制品中,后者指一种通过在限氧环境中加热生物质而生产的富碳材料;加强岩石风化,包括在岩石表面播撒经过研磨的硅酸盐岩粉末,以加速岩石、水和空气之间的化学反应;直接空气碳捕获与储存(Direct Air Capture with Carbon Storage,简称DACCS),即利用化学过程分离空气中的碳并将其储存于地下。
上个月,名为“猛犸象”(Mammoth)的世界最大的商业DACCS工厂在冰岛开始运行。其经营方Climeworks表示,工厂将每年从空气中滤出3.6万吨二氧化碳并将其永久地储存于地下。该公司计划在美国建设了“多个百万吨级的中心”,即多个每年碳移除能力,达到一百万吨以上的设施。
分析发现,目前此类新方法每年仅能移除130万吨碳,还不到碳移除总量的0.1%,而其余的99.9%使用的都是传统方法。不过,撰写报告的研究人员对于进一步扩大新型方法和传统方法的规模,并在2050年达到所需的每年70亿到90亿吨二氧化碳移除水平持乐观态度。
报告作者认为,总体来看,全球各家企业提出的碳移除能力,将足以实现这一目标。不过,他们并未对具体的碳移除计划或者公告兑现的可能性进行评估。

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这份由牛津大学史密斯企业与环境学院(Smith School of Enterprise and the Environment)的学术人员牵头、50多位国际专家参与撰写的报告强调,政界、决策层和商界的领导人们仍应将减排作为实现碳中和目标的主要方式。
不过他们认为,应对气候变化也需要 CDR技术。IPCC也支持CDR,认为它具有短期内减少排放、中期内抵消不可避免的排放、长期内实现净负排放的潜力。
“采取多种方式移除大气中的碳,我们才不会后悔。”报告联合撰稿人、国际应用系统分析研究所(International Institute for Applied Systems Analysis)高级研究员马修·吉登(Matthew Gidden)表示。
此外,他表示,如果大气中过量的碳所引发的气候反应比预期更加糟糕,那么CDR便可以作为一个安全托底措施。“是否需要在我们讨论的规模上使用CDR技术,最终将取决于我们采取的政策和技术选择。”他说。


  投资
报告作者提到,CDR技术吸引了可观的公共部门投资。其中,美国采用DACCS的中心获得的资金总额超过40亿美元,是目前为止资金最充足的公共示范项目。
美国能源部也通过招标,选拔可以为其提供二氧化碳移除“信用额度”的企业——每移除一顿二氧化碳可以获得一个信用额度。今年五月,这场选拔赛的入围名单刚刚出炉。
2021年联合国在COP26气候峰会推出了创新使命(Mission Innovation)计划,包含一个CDR启动板,各缔约国将在2025年前共同投资1亿美元。不过,关于已兑现的投资额目前尚无数据。
澳大利亚、加拿大、欧盟、日本、挪威和英国也都有政府资助的CDR示范项目。

Climeworks在瑞士的DACCS设施由一所垃圾焚化厂供能。图片来源:Orjan Ellingvag / Alamy

报告提到,过去十年中,新型CDR技术初创企业蓬勃发展,增长势头超过了专注传统CDR技术的初创企业。不过,2023年在气候科技投资整体下滑的情况下,对此类企业的投资也出现了缩水。


  碳市场
自愿碳市场(Voluntary Carbon Market,简称VCM)在为CDR、尤其是为新型CDR技术构建需求方面发挥了显著的作用。史密斯企业与环境学院净零抵消副研究员英吉·约翰斯通(Injy Johnstone)表示,2022年到2023年间,新型CDR技术未来交付订购协议增加了六倍,远远超过去年一年以此类技术移除的碳的总量。微软亚马逊Klarna等企业均宣布投资新型CDR项目。

碳市场:自愿还是强制?


自愿碳市场与政府政策创建的所谓“强制性”碳市场的区别在于买家是自愿参与的。

国内市场包括排放交易系统(Emissions Trading Systems),参与企业必须购买官方排放许可,以抵补超过规定阈值的超额排放。有些强制性碳市场则是国际性的,如国际航空业碳抵消与削减机制(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation)就是一个要求航空公司对超过阈值的排放进行补偿的国际机制。


更复杂的是,强制性碳市场可能会与自愿市场重叠。例如,CORSIA规则允许航空公司使用某些独立标准的碳信用。在某些情况下,政府也允许其国内强制性碳市场中的公司使用自愿碳信用来履行其义务。


然而,与自愿碳市场上的碳信用相关联的,大多是避免或者减少排放的项目,而非碳移除项目。约翰斯通指出,2023年自愿碳市场上CDR信用额度销售占比不到10%。报告指出,2023年,传统CDR项目信用额度发放量从大约2040万下降至1330万。她表示,尽管自愿碳市场在遭遇多次丑闻后,正在进行改革,但单靠改革并不足以将CDR的应用范围扩大至所需的水平。

在可信度方面,CDR面临着长效性、额外性和重复计算等问题。被移除的碳可以储存多久?碳移除项目是否是在减排工作的基础上进行的?项目开发方和碳信用买方是否会重复计算碳信用额?
报告作者强调,需要出台更有针对性和可行性的政策,以鼓励CDR的发展。作者提到,尽管联合国气候公约下,一些国家的气候变化减缓计划包含了CDR承诺,但仅有少数国家的承诺中包括新型CDR方法,并且相关表述往往含糊不清。

  社会许可
作者提到,由于涉及的部门和技术众多(横跨海洋、土壤与森林、农业、能源和工业等多个领域),复杂的情况让政策制定者推动CDR相关的进展。
他们提到,CDR方法在很多方面存在高度不确定性,尤其是其减缓潜力和成本。报告还指出,对净碳移除量进行监测、报告与核实(monitoring, reporting and verification,简称MRV)也存在挑战,其风险和协同效益要视具体情况而定。
作者们警告称,如果各国政府没有进一步明确CDR在国家减缓策略中的角色,就可能有损CDR的可信度。
IPCC关于CDR的报告发布后,上述情况应当会得到改善,预计其中将给出新型CDR方法纳入各国国家温室气体排放清单的方式。报告称,IPCC的报告将为自愿碳市场和政策提供最佳实践的指引。
威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的格雷戈里·内梅特(Gregory Nemet)教授认为,MRV方面的政策对于CDR的成功尤为关键。他认为“如果因私利,或者某些不为履行巴黎协定目标做出贡献的企业,而将CDR边缘化,那么它就会失去社会许可(social license)。”

本文首发于对话地球网站。

■ 凯瑟琳·厄尔利,自由撰稿记者,《环境学家》前副主编。



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