蒂姆·平克斯顿在密西西比州东部一片长叶松林的中央建造了一个巨大的化学装置。“我非常高兴看到它变为现实，”平克斯顿说道。他是一位身材高挑、眼神锐利的工程师，在温暖的夏日早晨参观肯珀郡能源设施时这样说道。
他站在一片被砍伐一空并铺上混凝土的广阔平地上，指向一片巨大的、蜿蜒曲折的管道综合体，总长数百英里，直冲云霄。在这个化工厂和发电厂的结合体中心，是两座高耸的筒仓，高度超过300英尺。这两个重达2550吨的双气化炉，可以产生火山的热量和压力。这正是将褐煤（一种从平克斯顿脚下几乎直接开采出来的湿润的棕色煤）转化为可燃气体燃料，用于发电所需的条件。
这个化学装置的非凡之处不在于它即将生产的燃料，而在于它将如何处理主要的副产品：二氧化碳，即导致全球变暖的温室气体。与传统的燃煤电厂将二氧化碳通过烟囱排放到大气中不同，平克斯顿和他在肯珀的同事们将捕获它。
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肯珀是美国最先进的燃煤电厂。它也是全球努力减少温室气体排放的关键，这是本月在巴黎举行的气候谈判中，190多个国家中的大多数国家所接受的期待已久的目标。燃煤电厂是全球二氧化碳排放的最大来源，因为污染最严重的国家依靠它们来生产大部分电力。包括美国在内的少数国家（美国40%的电力来自煤炭）不愿意停止燃煤。如果不关闭这些电厂，这些国家实现其承诺的唯一方法就是阻止二氧化碳升入天空，而是将其封存起来。
无论是来自个别国家还是政府间气候变化专门委员会，都没有任何可信的应对全球变暖的计划不包括碳捕获和封存（CCS）技术。即使是严重依赖核能或可再生能源的情景，仍然需要碳捕获来清理所有必要的 cement 和钢铁的排放。仅在北美就有6000多个大型工业二氧化碳排放源。其中约1000个是水泥窑或工厂，每年排放10万吨或更多的二氧化碳。近5000个是燃烧化石燃料的发电厂，排放量甚至更多。再加上中国、印度和其他地方的数千家化石燃料电厂，它们占全球二氧化碳污染的70%以上。很容易理解为什么碳捕获与封存对于减少这种污染至关重要。
问题在于，碳捕获是一项昂贵的修复方案。这项技术本身似乎可行，但建造和运营一个全尺寸工厂的成本（随着肯珀即将完工以及其他规模较小的设施获得经验而逐渐显现出来）一直非常高昂。然后就是如何处理捕获后的碳的问题。将其深埋在地下地质构造中，这些构造可以将其封存数千年，这进一步增加了成本。各国政府不愿承担这笔费用。为了收回投资，电厂所有者将不得不将其客户的电费提高到远高于目前的水平。
碳捕获与封存的成本已经扼杀了曾经充满希望的努力。西弗吉尼亚州登山者燃煤电厂的一个示范项目埋藏了超过一百万吨二氧化碳，然后由于缺乏继续实验的资金而关闭。2015年，美国能源部取消了其与工业界合作的标志性“未来发电”项目，该项目旨在重建伊利诺伊州的一座旧燃煤电厂，此前已花费16.5亿美元。中国悄悄地更改了其旗舰“绿色发电”碳捕获与封存项目的名称（类似于肯珀），并且正在运行该电厂发电，但没有捕获二氧化碳。今天全球只有15个碳捕获与封存项目正在运行，另有7个正在建设中，包括肯珀。所有这些项目都花费了数十亿美元进行研究、设计和完成。
然而，肯珀找到了一种创造性的方法来为该项目融资。它计划通过虹吸二氧化碳并出售它来支付碳捕获与封存的费用，这种方法被称为碳捕获与利用。一些公司可能会将二氧化碳用作小苏打、石膏板、塑料或燃料的成分。但全球发电厂的排放量甚至超过了每年生产超过40亿吨水泥（一种可能使用该气体的最大产品之一）的原材料。“对于我们必须处理的二氧化碳量，你不可能将所有东西都变成有价值的材料，”哥伦比亚大学的化学工程师朴雅亨（Ah-Hyung “Alissa” Park）说道，她正在研究这一挑战。
有一个客户可以使用大量二氧化碳，并且足够富有来支付费用：大型石油公司。石油公司需要大量的二氧化碳，他们将其泵入地下，以从原本会枯竭的油井中挤出石油。碳捕获与利用提出了一个矛盾：作为对气候变化的响应，仅仅为了利用捕获的碳来获取更多的化石燃料燃烧，这样做有意义吗？
迷宫
肯珀项目始于2006年，在卡特里娜飓风之后，这场飓风导致天然气价格飙升。据发言人李·扬布拉德称，密西西比电力公司正朝着未来80%的电力将来自天然气的方向发展。核电太昂贵，而风能和太阳能等可再生能源又太不稳定。剩下的就是当地的褐煤。邻近的乡村拥有近7亿吨这种最脏、最湿的煤炭——对于一座像肯珀这样容量的电厂来说，足够燃烧50年或更长时间。
传统的燃煤电厂通常避免使用褐煤，因为清理它产生的空气污染，更不用说二氧化碳了，是一项艰巨的任务。平克斯顿和他的合作伙伴意识到，围绕两个高耸的气化炉设计一座发电厂将使他们能够使用褐煤，并且仍然可以将污染保持在联邦限制以下。他们还意识到，通过增加更多设备，他们可以捕获二氧化碳，这在制定计划时具有战略意义；国会正在认真考虑立法来限制温室气体污染。2009年，密西西比州批准密西西比电力公司建设肯珀，成本上限为28.8亿美元。
密西西比电力公司的母公司南方公司在20世纪90年代已经开发出气化炉，作为将褐煤转化为更清洁燃料的实验的一部分。平克斯顿的团队选择了一种工业溶剂Selexol，从加压和加热脏煤产生的气体中捕获二氧化碳。随后降低压力会很容易地从溶剂中释放出二氧化碳，就像拧开苏打水瓶盖一样。这种方法意味着，来自煤炭的更少能量必须用于清理污染，从而降低成本。而且似乎所有这些都可以通过多年来以其他方式使用的各种技术来实现。“这里没有什么新鲜事物，除了集成，”肯珀的助理工厂经理布鲁斯·哈林顿说道。
事实证明，这种集成比预期的要棘手。旨在干燥煤炭的工厂部分由于零件 faulty 而不得不拆除和重建。随着肯珀的建造，管道迷宫不断增长，延伸至172英里，比计划多出76英里。在巨大的缠结物内部工作的工人将一些机械涂成特殊的蓝色，如果它变得太热或太冷，蓝色会变色——这是唯一一种可以看到迷宫内部以确保一切正常运行的方法，尽管在超过30,000个点安装了仪器。必须引进具有石化专业知识的工程师，并且必须铺设2300英里的电缆，导致建筑工人人数增加了一倍。
所有这些复杂性都抬高了成本：截至10月，肯珀的预算超支了39亿美元，从2009年提议时的24亿美元增加到63亿美元。延误不断增加，将启动日期从2014年5月推迟到至少2016年4月；根据南方公司向美国证券交易委员会提交的文件，每延误一个月至少损失2500万美元。该公司不得不偿还数亿美元与错过的项目里程碑日期相关的联邦税收抵免。
密西西比电力公司不得不求助于自己的客户，以避免在建设一座价值超过该公司所有其他资产总和的发电厂时破产。8月份，该公司将电费提高了18%。然而，更大的解决方案是将纯净干燥的二氧化碳出售给石油工业。
石油行业的救援
几十年来，石油公司一直在使用二氧化碳从地下开采更多的石油，他们从其他公司购买气体，这些公司最终钻探到地下二氧化碳矿床，而不是他们寻求的石油或天然气。他们在油田顶部建造一种小型工厂，将二氧化碳压缩并泵入地下。二氧化碳与石油混合，使其更容易流动，并恢复地下压力，以迫使更多的石油涌出地面。泵入地下的二氧化碳中，有多达三分之二会随着石油返回。返回的二氧化碳与新鲜供应混合，并送回地下，以挤出更多的石油。每个循环中，大约三分之一的气体会残留在地下，像之前的石油一样被困在砂岩的微小孔隙中。这就是气候效益——将温室气体埋藏在远离大气的地方。
肯珀附近的廷斯利油田自1939年发现以来，已生产超过2.2亿桶石油。如此大的油田可以保证从肯珀这样的地方购买二氧化碳（以及额外的道路、卡车运输和二氧化碳管道）的巨大成本，以挤出另外1亿桶石油。Denbury Resources 于 2008 年 3 月开始用天然矿床中的二氧化碳注入该油田。在廷斯利，该公司现在每年回收 6.7 亿立方英尺的二氧化碳，并额外购买 1 亿立方英尺，将该油田的石油日产量从 50 桶提高到 5,000 多桶。全面运营后，肯珀计划每年通过一条新的 60 英里长的管道向廷斯利和该地区的其他油田输送约 600 亿立方英尺的二氧化碳。
当然，问题在于，当额外的石油随后作为汽油、家用取暖油或其他石油燃料燃烧时，更多的二氧化碳会被排放到大气中。应对气候变化取决于一种利用二氧化碳生产更多石油，然后石油被燃烧，产生更多二氧化碳的技术，这种想法可靠地引起了油田工人的窃笑。
在全国范围内，美国每天用二氧化碳生产约 30 万桶石油，来自近 140 个油田，预计如果低油价反弹，这一数字将翻一番。美国能源部估计，美国（包括阿拉斯加）每天可以使用二氧化碳开采 7200 万桶石油。已经有 5,000 英里的管道将二氧化碳从密西西比州杰克逊穹丘等天然矿床输送到旧油田，就像一张蜘蛛网潜伏在地下，偶尔会通过阀门或泵露出地面。
昂贵的提议
目前，从矿床中开采二氧化碳的成本约为每吨 0.50 美元。然而，来自复杂的肯珀设施的二氧化碳成本可能高达该成本的三倍。
成本教训来自多个地方，尤其是最早的碳捕获与封存项目之一，萨斯喀彻温省的边界坝电厂。2014 年 10 月，这座“清洁煤”电厂开始向电网供电。萨斯克电力公司花费了 10 亿多美元重建该电厂三台燃煤锅炉中的一台，以捕获其二氧化碳排放。这项支出的结果约为每千瓦电力发电能力 11,000 美元，是典型锅炉的三倍多。密西西比电力公司对肯珀的估计与之类似：至少每千瓦 10,000 美元。
美国能源部估计，在这些水平上，捕获二氧化碳将使消费者电价每千瓦时至少增加 0.04 美元。这相当于美国平均电价上涨 33%：每千瓦时 0.12 美元。如果没有要求碳捕获的法规或对电力公司想要避免的碳污染征税，这些公司几乎没有经济理由来追求这项技术。中国的经济状况也好不到哪里去，中国现在的煤炭消耗量约为美国的四倍，印度在其提交给巴黎气候谈判的文件中宣布，它打算建造更多的燃煤电厂。由于成本原因，新电厂不太可能配备碳捕获与封存技术。
即使碳捕获的费用下降，储存费用也可能仍然过高。美国 600 多家燃煤电厂中的许多电厂都不靠近可能可靠地储存二氧化碳的地质构造，这些二氧化碳只是被泵入地下进行永久储存。许多电厂也不靠近可能从二氧化碳注入中受益的 1600 个美国油田，这需要长而昂贵的管道和压缩站。科学家们无法确定使用二氧化碳生产石油会带来多少气候效益。“我们不知道储存的二氧化碳净量，”伦敦帝国学院的化学工程师卡米尔·珀蒂特说。
推迟清算
正如肯珀所示，碳捕获使发电厂变得庞大而昂贵，就像核电一样。因此，诸如“未来发电”之类的废弃项目清单很长。全球碳捕获与封存研究所的数据显示，自 2010 年以来，全球已废弃 33 个碳捕获与封存项目。大多数项目在失败之前消耗了数亿美元。那些仍然存在的项目，例如 Summit Power 的德克萨斯州清洁能源项目，都在苦苦挣扎。边界坝在实现其自身的碳捕获目标方面遇到了麻烦。
尽管如此，由于应对气候变化的迫切需要，碳捕获与封存项目仍在继续。NRG Carbon 360 正在德克萨斯州建造一个名为 Petra Nova 的项目。该公用事业公司计划通过出售电力和通过每年将 160 万吨二氧化碳泵入休斯顿附近的西牧场油田获得的石油来赚钱。Petra Nova 计划最早于 2016 年底上线，但将仅捕获发电厂总容量 10% 的二氧化碳，成本为 10 亿美元。
塞拉俱乐部活动家、前环境保护署官员阿尔·阿门达里兹说：“清理燃煤电厂的排放是一个很好的目标。但 Petra Nova 项目的成本，特别是与德克萨斯州风能和太阳能等可再生能源的低成本相比，使碳捕获与封存是否是减少碳排放的最有效方法成为疑问。”
谬论就在于此。除非美国开始关闭更多的燃煤电厂甚至天然气电厂，否则它必须找到一种方法，将碳捕获与封存从昂贵的奢侈品转变为可行的解决方案。否则，该国将无法实现到 2050 年将温室气体污染减少 80% 的长期目标。
肯珀并没有为碳捕获可以成为廉价且简单的解决方案提供太多希望。两个鼓鼓囊囊的深色煤堆在庞然大物旁边升起，在密西西比州的阳光下烘烤，等待气化炉启动。从英国进口后更名为“自由钟”号的九百万磅全电动露天矿机闲置在那里。巨大的卡特彼勒 789D 卡车也闲置在那里，这些卡车每小时燃烧 28 加仑柴油，这是一个不太可能在短期内被捕获的二氧化碳来源。
当肯珀最终按设计运行时，它将捕获原本会排放的 65% 的二氧化碳。它不是清洁煤，只是 21 世纪的煤，它比其前辈更清洁。这座先进的发电厂除了排放大量导致酸雨的二氧化硫、形成烟雾的氮氧化物和烟尘以及其他形式的空气污染外，还将排放甲醛、甲苯和长长的重金属清单。它每年将排放 91,000 吨二氧化碳以外的温室气体。仍然会有有毒的煤灰需要以某种方式处理。最终，肯珀每兆瓦时发电至少会将 800 磅二氧化碳排放到空中。这与燃气发电厂大致相同，但不到典型燃煤发电厂排放量的一半。
世界正站在最终采取行动解决又一个垃圾问题的门槛上，而这只是众多垃圾问题中的一个。正如我们的先辈开始付费将垃圾运到垃圾填埋场或处理污水一样，我们将不得不付费以最大限度地减少将大气作为垃圾场的使用。肯珀代表了迄今为止清理煤炭的最佳努力，尽管它可能还不够好。“我们希望取得更大的进展和更快的进展，”美国能源部化石能源首席副助理部长胡里奥·弗里德曼说。
严酷的经济运算表明，碳捕获的成本高于仅仅燃烧煤炭。这可能会使必要的技术在没有对这种污染定价的世界中无法发展。
为了产生所需的收入，肯珀已经发电一年多了——没有平克斯顿的气化炉。涡轮机燃烧来自连接到地下矿床的管道的天然气。排放的二氧化碳均未被捕获。它只是从烟囱中飘出，加剧了大气中无形增厚的毯子，捕获了密西西比州——以及世界其他地区——不需要的更多热量。