科技会谈 | 碳捕集可以拯救世界吗？

碳捕集也被简称为CCS (注：carbon capture and storage,即碳捕集与封存)，它是指不同的确保二氧化碳被捕集并储存在地下的技术，这些技术保证二氧化碳不会对气候变化产生负面影响。当然，这些二氧化碳是从大型排放源中捕集的，例如水泥、发电、氢气、天然气处理等，也可以直接从空气中捕集。

如果我没记错的话，我们在2005年就开始为二氧化碳运输提供压缩机。在荷兰一家大型油气公司的炼油厂，二氧化碳通过管道被压缩后输送到温室，温室再将二氧化碳用于黄瓜和西红柿的生长。这就是我们在市场上看到的一种对二氧化碳进行再利用的方式。

在封存方面，也有一些项目已经开始实施和落地。比如说，在美国，油气井的使用者在油气井逐渐枯竭的情况下，会向油气井注入二氧化碳，以再次刺激油气井，开采出更多的油气。这也是市场上一个非常成熟的应用。

如今，我们在市场上发现，多年来所做的还远远不够。要实现巴黎气候目标，还需要做更多的工作。到目前为止，这个数字还在不断变化，现在每年的排放量已经达到4500万吨。统计数字显示，到2035年将达到40亿吨。因此，未来几年要做的事情还有很多。

正如Ulrich所说，二氧化碳有很多用途，它可以用于温室，也可以用它从化石燃料中抽出更多的气体。在这些用途中，二氧化碳气体都会消失，不会再产生新的气体。但如今越来越多的项目并没有创造真正的价值，只是将气体“藏”起来。这就是 “封存”，你只是通过将二氧化碳填进各种空隙来摆脱它，以免排放气体到大气中，加重气候变化。

这是当今最大的挑战之一，因为封存二氧化碳需要花钱。根据捕集地点和封存方式的不同，价格也大相径庭，成本在每吨20美元到700美元之间不等。显然这个费用需要有人买单。

我觉得每个从不可再生渠道排放二氧化碳的人都需要为此付钱，这就是碳税。如今，有一些碳税还在讨论中，有一些已经落地，但征收范围却大相径庭——有的国家不征收任何费用，而有的国家则会征收每吨100美元。这笔钱之后必须用于支付碳封存费用。

碳捕集的场所也会成本的相差很大。如果在水泥厂，二氧化碳浓度较高，捕集成本就相对较低。但如果是钻石行业，需要从50 PPM（注：百万分之一，50PPM即0.005%）的空气中提取二氧化碳，成本就要高得多。

我想再进一步谈谈商业模式。比如，这些装置直接从空气中进行碳捕集并将二氧化碳封存入地下，这种商业模式之所以可行，是因为这些二氧化碳可以用来抵消碳排放量。企业或个人都可以通过碳交易市场购买配额。这样的应用和企业的商业模式就因此变得可行。

那么，如果我是一个排放了大量二氧化碳的公民，我是否可以做一些碳抵消行动呢？

是的，个人和企业都可以这样做。我认为这是需求混合，所有这些购买配额的公司，也可以有其他的减碳举措。直接购买配额的好处就是其他公司有能力大规模地捕获二氧化碳。

在现实中，二氧化碳的主要作用是让地球保持适宜的温度。数十亿年来，自然界的碳循环一直因为碳汇（注：一般是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制）保持着完美的平衡。碳汇可以吸收由有机体、野火、火山爆发等自然排放的二氧化碳。海洋、土壤、光合作用和其他碳汇一直使地球保持在适宜居住的温度。

而现在的情况是，我们从1958年开始测量二氧化碳，当时大气中的二氧化碳含量是 300ppm，即0.03%，而今天我们的二氧化碳浓度已经超过了0.04%，即400ppm，这意味着这种平衡已经不复存在。这些都是人为制造二氧化碳造成的。如果我们什么都不做，我们的生活方式也将发生巨大变化。

但是，希望还是有的，那就是CCUS（碳捕集利用与封存）。为此，我们必须建立一个工业碳循环，在这个碳循环中，人工制造的二氧化碳被捕集，并被封存于地下或在其他地方被重新利用，这将恢复我们的平衡。

我们之前稍微提到过，有一些温室可以利用二氧化碳。

还有一个非常有趣的应用也与光合作用有关，那就是生物能源。目前，我们与斯德哥尔摩的一家使用生物质能的公司正在开展一个项目。生物质通过光合作用吸收二氧化碳，吸收了二氧化碳的生物质而后被用于生物能源工厂。这就是所谓的BECCS项目，该项目最终能带来负排放。在工业实际应用中避免或再利用二氧化碳，这是非常有趣的。

在使用方面，二氧化碳可以与氢气一起用于制造甲醇。甲醇是一种化学中间体，可用于化工工业，也可用于运输。在这些方面有很多事情可以做。

如果我们说回到碳封存，它肯定是由政府支持推动的。我们在欧洲看到的大多数项目，都是因为国家的大力支持而得以推进。在所有的讨论中，资金始终是短板。

我听说我们也重复利用二氧化碳来做其他事情，就像重新利用塑料一样。

很多事情都需要用到二氧化碳。最好的办法肯定是从工业生产过程中捕捉二氧化碳，而不是仅仅从某个地方挖块木炭来燃烧。你可以把它转化成燃料、钻石、塑料或其他东西，只要你使用可再生能源，这些都是可能的，也是非常有意义的。举个例子，Ulrich提到了氢气，它需要与二氧化碳发生反应。如果利用风能电解产生氢气，这将更有意义。

当今的碳捕集工艺大多过于昂贵。正如我之前所说，捕捉二氧化碳的成本高达700美元，而即使是最高的碳税也不过100美元。这听起来并不十分有效。

因此，我们的首要目标之一就是降低成本。今天已经有很多技术可以做到这一点，但它们从未形成较大的工业规模。如果你真的降低了成本，而降低成本的原因很简单，那就是你的研发更好，获得了更多的经验，并把它扩大了规模，那么它在未来也应该是可以负担得起的。因此，降低成本是一个目标。

你能解释一下其中的技术吗？

目前有许多不同的技术，我更专注于捕集。

技术难度取决于捕集地点，如果是在二氧化碳排放浓度高的工厂，那就完全不同于直接从空气中捕集捕集几个PPM。但最终，这一切都要归结到变压应用或膜法工艺等方面。你需要将气体相互分离，这才是真正的技术问题。

有些分离可以通过真空技术来实现。真空可以提高吸附剂床的解吸效率。但真空技术需要成本。而我们始终面一系列问题，采用PSA变压技术是否足够？或者是否需要转而使用解吸率会更好的VPSA真空变压应用，但就需要增加更多的技术。在过程中，是否可以在膜另一侧使用超压来对抗大气压？还是应该用真空系统降低压力？

这些膜工艺很多都是成熟的，但如何大规模、最有效地使用它们，这就是目前正在进行调整的地方。在未来几年里，我们将看到大量的调整，这将使这一工艺最终也能达到最高效率。

那么压缩机技术的应用呢？

我们之前稍微提到过，有一些温室可以利用二氧化碳。

我们在过去几年中看到并了解到，排放二氧化碳比例较高的行业，比如乙醇或氢气，还有水泥，这些行业有更大的发展机会。因为正如Uwe所说，气体中的二氧化碳浓度越高，就越容易捕集到二氧化碳。因此，我们可以看到这些行业的发展，压缩机业务也同样在发展。

Uwe提到的工艺、膜技术、吸附工艺都在向前发展，我们看到这些现代与传统工艺都在发展。传统工艺也称为A型矿井工艺，这种工艺已经使用了很长时间。A型矿井工艺的缺点是，你必须再次加热，或者你需要一个加热器，这意味着你需要蒸汽。如果需要蒸汽，就需要再次产生碳排放。因此，想要完全脱碳，都会尽量避免这一过程。

正如我们所说，运输至关重要，因为捕集的二氧化碳需要转移到其他地方。有三种运输方式：管道运输、轮船运输或卡车运输。

管道运输是大排放量的理想运输方式。这样做的好处是，由于排放量大，运营成本非常低，但同时，前期资本支出却是最高的。此外，它还创造了一个新的价值链，因为有多个利益相关者。这些利益相关者可以是公司、政府等等。而挑战在于如何推进项目，这需要时间。

另一个挑战可能是其他类型的基础设施，如二氧化碳中心，它们使企业实现集中收集。但我们也看到一些困难，这些设施的建设速度会稍慢一些，因为这需要空间和投资等。

那地理条件和地理位置的挑战呢？

同样，这取决于二氧化碳首先从哪里排放。

如果你有一家水泥厂，二氧化碳排放量很高，你就应该在那里捕集二氧化碳。那就是在二氧化碳排出的地方。这很容易。但是，如果你从A地开往B地，你的排气管中没有二氧化碳捕集装置，这就很难捕集二氧化碳。当然，如果我们都使用电动汽车，未来的情况会更好，但我们离这个目标还很远。在印度的汽车所排放的二氧化碳，可以在世界上的任何地方对其进行捕集。

因此，如果你愿意，你也可以在北极捕集它。要么在大量排放二氧化碳的地方进行捕集，要么工厂直接封存二氧化碳。要避免运输，因为Mercedes已经说过运输是一个挑战。如果你从空气中捕集二氧化碳，你应该直接把它抽到封存地，这样就避免了运输。

你是说，如果我们向大气中排放大量的二氧化碳就可以在任何地方捕集它。不一定非要在它的排放地。

在任何地方都可以，因为大气是一种免费运输方式。比如，你也可以从海里提取二氧化碳。这样的话，捕集地点就不那么重要，只要能提取并封存起来。这才是主要的挑战。

是的，封存部分是整个价值链中非常重要的一部分，运输之后就是封存。因此，开发这些封存设施的人需要从运输和捕集两方面得到保证，即封存设施可以被利用。因此，捕集、运输和封存之间的所有步骤间需要进行良好的互动和规划。

你不能只看封存本身。基本上生产石油和天然气的国家都有封存设施。这就回到了我们之前所说的。这些国家有封存设施，而那些没有设施的国家，也许会把二氧化碳装在船上运往其他国家。因此，将会有大量的交易发生。在这方面，业界有很多机会提出改变的想法。

立法也发挥着重要作用。在一些国家，很难获得批准，甚至可能没有批准。我了解到，德国刚刚出台了一项碳管理计划，以便将来允许在德国进行封存。在其他国家，如果你把二氧化碳封存在地下，甚至还能拿到钱。因此，这是很不一样的，很多样化的，也是因国家而异的，有很多因素在起作用。

我认为，正如我们之前所讨论的，大多数基础、技术早已存在。因此，现在并没有什么亮眼的东西出现，可以用不同的方式来捕集。更多的还是对这一过程进行微调，使其更加高效等，并真正将它们提升到一个更大的规模。因为今天，它们大多是在小工厂进行处理，但如果需要捕集数百万乃至数十亿吨二氧化碳，那就是另一回事了。

现有技术的应用有哪些？

我非常同意Uwe的观点。有很多项目都是为了提高CCUS各部分技术的效率。

在捕集部分，我们有新的方法、新的吸附剂、新的吸收剂来提高捕集二氧化碳的效率。在封存方面，也有许多创新，例如如何将二氧化碳注入这些火山岩层的研究取得了突破性进展。通过特定的工艺，二氧化碳可以在20巴的压力下注入，而不是像以前那样需要100巴的压力、消耗更多的能量。这种创新使二氧化碳在岩石中的矿化只需两年时间。而从地质学角度来看，这原本可能需要很多很多年。因此，这种创新是为了确保我们的效率更高。

我想再次指出，Marcedes所说的矿化，是指把二氧化碳变成石头，然后二氧化碳就消失了，或者在接下来的一百万年里都不见了，直到我们再把矿石挖出来。这才是真正的封存。

这么说，它成了地底下的石头，不会堆成山？

当然。我们燃烧石油，把二氧化碳排放到空气中，再捕集起来注入岩石，它就消失了。这就是Mercedes说的工业循环。

还有很长的路要走。目前每年的排放量为400亿吨。然而，我们看到世界上许多地方、企业和政府都在以非常、非常、非常快的速度努力。2023年的报告显示，捕集能力在过去两年提高到了48%，而2017，我们的捕集能力只有35%。

我们还看到，截至 2023 年 7 月，正在运行中或处于早期阶段的项目总数为 392 个，同比增长超过 100%。我们看到更多来自世界各地的国家承诺参与这场全球变革。我们还看到技术的快速发展，正如我们一直讨论的那样，不同的项目从试验阶段发展到更成熟的阶段，二氧化碳捕集能力也在不断扩大。

希望还是有的。许多利益相关方都在为此而努力。我们需要加快步伐，让尽可能多的人参与进来。

阿特拉斯·科普柯集团也希望参与其中，我们希望做出贡献。我们正在创新，我们与不同的利益相关者一起踏上征程。当我看到这一部分时，我乐观地认为未来将是光明的，但我们需要为此做出真正的贡献。这就是我们正在做的。

我认为最重要的是要避免二氧化碳的排放。比如，我们的全球工厂应该只购买可再生能源，不再购买化石能源。没有二氧化碳分子排放就不需要捕集。

但在全球范围内，不可能将所有二氧化碳排放降为零。这是一个梦想。要实现这一目标，碳捕集技术是绝对必要的。

从短期和中期来看，碳捕集无疑是实现气候目标的解决方案。这样，难以消减碳排放的行业，也就是人们所说的水泥、钢铁、化工行业，仍能继续生产。我们需要它们生产产品和能源，但我们也希望它们变得更加清洁。在其他技术取而代之之前，这是短期和中期的发展方向。也许氢能将发挥更大的作用，或者更多的可再生能源和其他工艺将出现，会越来越多地发挥作用。更重要的一点是，在碳捕集领域，成本再次成为问题，这与合作有关，与不同的公司合作，才能实现我们所有的目标。