加拿大萨斯喀彻温省的边界坝发电站3号机组在经过长期改造后，将于今年晚些时候启动，这将是肮脏的煤电历史上的一个历史性时刻。这将是首次有商业规模的发电厂向电网供电，同时捕获并储存其大部分二氧化碳排放。“我们正在引起世界各地的关注，”省政府所有的工厂运营商萨斯克电力公司（SaskPower Corporation）首席执行官罗伯特·沃森（Robert Watson）在里贾纳表示。该公司计划每年向加拿大卡尔加里的石油公司Cenovus Energy出售约100万吨二氧化碳，这相当于3号机组排放量的90%。该公司将把压缩气体通过管道输送到地下深处，以冲刷出顽固的石油储量。
该项目原计划于4月启动，但由于翻新延迟而被推迟。它看起来将在密西西比州肯珀县一家规模更大、新建的先进煤电厂之前启动。该电厂由佐治亚州亚特兰大的南方公司（Southern Company）子公司密西西比电力公司（Mississippi Power）运营。该电厂将把低品位煤褐煤转化为可燃烧气体，其设计目标是每年捕获350万吨二氧化碳，约占其产生量的三分之二。与边界坝发电站一样，它也将出售该气体用于石油开采。
人们对碳捕获和储存（CCS）的成本仍然存在担忧。这项技术进展极其缓慢，反映出人们对大型项目融资缺乏热情。然而，巴黎的国际能源署（IEA）表示，如果没有碳捕获和储存，到2050年将电力脱碳到足以实现国际气候目标，可能会多花费40%的成本。但这这两个项目为碳捕获和储存的支持者带来了一些值得欢呼的理由。“今年对碳捕获和储存来说非常重要，”英国爱丁堡大学的地质学家斯图尔特·哈泽尔丁（Stuart Haszeldine）说。
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这个概念并非天方夜谭：石油行业将二氧化碳通过管道输送到地下以帮助石油开采已经有近半个世纪的历史了。它已经从工业项目中购买了一些供应，这些项目通常会在处理天然气或制造化肥等过程中分离出气体（请参阅“碳捕获”）。小型碳捕获和储存试点项目也展示了溶剂如何从发电厂的涡轮机中捕获二氧化碳。“这项技术已经准备就绪，”马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的碳捕获和储存研究员霍华德·赫尔佐格（Howard Herzog）说。“问题是，没有制定政策来使项目在经济上可行。”
分离和储存二氧化碳所需的额外设备和能源意味着这两个开创性的电力项目都不便宜。两者都依赖于政府补贴、电价上涨和特定的当地情况的结合才能启动，而其他尝试都以失败告终。肯珀县项目耗资52亿美元，密西西比电力公司预计将把当地电价提高24%以收回大约一半的成本。边界坝改造项目将耗资13亿加元（12亿美元），萨斯克电力公司（该省唯一的电力供应商）希望在未来三年内将价格提高15.5%。萨斯克电力公司决定对该工厂进行改造，部分原因是为满足加拿大将于2015年开始限制新旧机组排放的法规。
边界坝还将通过分离出一股二氧化碳支流用于一项名为Aquistore的实验，从而为研究提供帮助。该项目将每年注入高达30万吨的气体（取决于Cenovus的运营情况），注入到3.5公里深的盐水含水层（一层薄薄的浸泡在盐水中的多孔岩石）中进行储存。
与石油公司不同，Aquistore将密切监测气体的去向。
从更大的范围来看，碳捕获和储存的进展仍然停滞不前。仅煤炭燃烧一项就在2012年向全球排放了150亿吨二氧化碳，占二氧化碳排放总量的43%；到2050年，需要数千个碳捕获和储存项目才能达到显著减少排放的目标。2009年，国际能源署发布了一份路线图，呼吁到2020年建立100个大型碳捕获和储存项目，但去年7月，由于项目未能实现，它将目标下调至仅30个。专家表示，这仍然是雄心勃勃的目标。问题在于，发电站和钢铁厂或水泥厂等大型排放者没有经济动机来捕获和掩埋其废气。“碳捕获和储存进展缓慢，非常密切地反映了全球气候政策的雄心，”国际能源署碳捕获和储存部门负责人尤霍·利波宁（Juho Lipponen）说。例如，人们没有征收碳排放税的意愿。
一些人认为，在碳捕获和储存技术尚不确定、昂贵且尚未大规模验证的情况下，对碳设定高价格或制定严格的排放标准毫无意义。但碳捕获和储存专家反驳说，随着工程经验的积累，捕获技术将迅速变得更便宜，而且考虑到适当的地质条件，储存气体是可能的。
爱丁堡大学研究碳捕获和储存政策的维维安·斯科特（Vivian Scott）表示，这两个煤炭碳捕获和储存工厂虽然成本高昂，但具有全球意义，因为它们可以帮助结束这种恶性循环。他说，如果它们取得成功，它们可以证明碳捕获和储存可以在商业规模上实现，并且“打破这个两难困境”。
本文经《自然》杂志许可转载。该文章于2014年4月29日首次发表。