去年 12 月,在迪拜举行的联合国气候变化大会 (COP28) 的领导人宣布取得胜利,各方同意“转型摆脱”化石燃料。 但是,当各国试图定义什么算作转型时,一个重大问题仍然存在争议:所谓的不减排化石燃料使用。 该协议的条款之一是呼吁“加速努力逐步减少未减排的煤电”。
在这种背景下,减排意味着碳捕获和储存 (CCS)。 这种想法是我们仍然可以使用化石燃料,只要排放的二氧化碳被捕获并储存在地下。 在美国,石油和天然气行业一直在推动这种方法,将其作为应对气候危机的关键解决方案之一。 但这有多现实呢?
让我们从一些事实开始。 石油是粘稠的物质,当您尝试将其从油藏中抽出时,大部分石油会残留在后面,粘在岩石上。 但是,如果您用清水、清洁剂或气体(例如二氧化碳)冲洗油田,则可以冲洗出大部分剩余的石油。 这种技术被称为提高石油采收率,并且长期以来一直是行业标准做法。 根据美国能源部的数据,气体注入占美国提高石油采收率的一半以上,并帮助已接近枯竭的油田延长了数十年的寿命。 相同的方法也用于气田,以维持保持气体流动的压力。
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近年来,石油行业试图将旧瓶装新酒,将这种做法标榜为一种缓解气候变化的方法,因为一些注入的二氧化碳否则可能会最终进入大气层。 从理论上讲,这是一个好主意。 但在实践中,存在很大的问题。
我们都知道“物极必反”这句谚语,但反过来在很大程度上也是如此(至少如果所涉及的物质是液体或气体),因为流体会在即使是最坚固的岩石中也存在的微小孔洞和裂缝中迁移。 在美国政府花费数十亿美元评估内华达州尤卡山潜在的民用核废料处置场址后,该提案最终失败,部分原因是科学家无法保证废料会留在原地。 这些废料主要是固体和液体的混合物。 我们将要储存以阻止气候变化的废二氧化碳将是一种具有浮力、低粘度的“超临界”流体——也就是说,一种保持在如此高的温度和压力下的流体,以至于不存在明显的 газообразное 和液相。 像所有流体一样,它将有能力在地下迁移并找到返回地表并从那里进入大气层的途径。
许多地质学家(包括我自己)认为,地球上有一些地方可以安全地实现长期二氧化碳储存,但这需要科学家所说的“场地表征”。 这意味着对地点进行足够详细的研究,以确信放置在那里的东西将留在那里。 例如,美国目前在新墨西哥州的低渗透性盐层中储存军事放射性废物,并且有许多正在等待批准的提案,计划在北达科他州以低渗透性页岩覆盖的砂岩中储存二氧化碳。
但是场地表征需要我们没有的时间。 美国能源部花费了 20 多年的时间评估尤卡山。 它花费了大约 14 年的时间研究新墨西哥州场址。 政府间气候变化专门委员会在 2018 年得出结论,我们只有到 2030 年才能阻止不可逆转的气候破坏,因此我们迫切需要将注意力集中在现在可以实施的解决方案上。
我们可以通过扩展现有的碳捕获和储存场址来快速启动该项目。正如麻省理工学院教授查尔斯·哈维和企业家库尔特·豪斯解释的那样,问题在于美国几乎所有的 CCS 项目实际上都是提高采收率项目,这些项目保持石油和天然气的流动,而每售出和燃烧一桶新石油和一方立方英尺的天然气,都会向大气中排放更多的二氧化碳。 因此,这些类型的项目不仅无济于事,而且在我们历史上需要做相反事情的关键时刻,它们还会使我们对化石燃料的使用永久化。
尽管美国政府在失败的 CCS 项目上花费了数十亿美元,但在《通货膨胀削减法案》(IRA) 下,它将花费更多数十亿美元,其中很大一部分是以税收补贴的形式补贴给化石燃料公司。 从理论上讲,IRA 税收抵免应用于“安全”的碳储存,但确保二氧化碳不泄漏回大气层的机制充其量是脆弱的。 更糟糕的是:环境保护署得出的结论是,如果 CCS 的价格下降——例如,由于税收抵免或规模经济——一些目前已关闭的油田或气田可能会重新开放。
还有另一种 CCS 模式:冰岛的 Orca 工厂,该工厂直接从空气中提取二氧化碳并将其溶解在水中,然后二氧化碳与玄武岩(构成冰岛和海底的岩石)反应生成稳定的碳酸盐矿物。 但这非常昂贵:每吨捕获的二氧化碳 1,200 美元。 (比尔·盖茨为微软谈判了一项批量交易,每吨“仅” 600 美元。) 美国每年产生约60 亿公吨二氧化碳。 为了便于计算,如果我们假设每吨成本为 1,000 美元,那么抵消美国排放量每年将花费约6 万亿美元。 随着时间的推移,这些成本可能会下降,但时间是我们没有的东西。
据说,圣雄甘地曾经被问及他对西方文明的看法。 他回答说:“这将是一个好主意。” 关于碳捕获和储存作为气候危机的解决方案也可以这样说。 尽管它可能是未来解决方案的一部分,但目前它主要是一种危险的分散注意力的方式。 我们的重点——以及我们的税款——应该放在尽可能快地扩大具有成本竞争力的可再生能源、用于储存该能源的电网级电池以及节约能源的效率措施的生产上。