关于全球气候变化存在许多不确定性，但有一件事我毫不怀疑：我们不会通过耗尽化石燃料来解决气候变化问题。
理解这一点会引出我们可遵循的三条降低温室气体浓度的途径，并解释了为什么我选择将 我的研究 重点放在碳捕获和封存上。我们可以：
继续几乎不受限制地燃烧化石燃料。我们将突破大气中二氧化碳浓度 450 ppm（百万分之几）的水平，许多科学家认为超过这一水平是危险的，而且我们会继续上升。我们有足够的化石燃料可以轻松超过 1,000 ppm。其影响将是显著的，甚至可能是灾难性的。
限制化石燃料的使用，使我们大部分的煤炭、石油和天然气都留在地下（见下图）。今天，超过 85% 的商业能源由化石燃料供应。考虑到即使提高一分钱的汽油税都没有政治意愿，我们是否有政治意愿通过一项政策，让数百万亿美元的资产留在地下？
找到一种技术，让我们在不向大气排放二氧化碳的情况下使用我们的化石燃料储备。今天就存在这样一种技术。它被称为二氧化碳捕获和封存，简称 CCS。
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按所需的规模部署 CCS 是一项艰巨的任务。我们需要每年封存 数十亿吨 二氧化碳。然而，这是解决气候变化所需的努力程度。其他气候减缓技术（例如可再生能源、核能和效率）也需要类似的努力。没有灵丹妙药；我们都需要它们。
然而，到目前为止，CCS 的使用量非常少，远未达到对排放产生有意义影响所需的规模。为什么？原因与技术成熟度的关系较小，而与政府政策及其创造的商业激励措施的关系较大。
CCS 如何运作
CCS 系统有三个主要组成部分：
捕获，通过化学过程从发电厂和其他大型工业设施（例如炼油厂或水泥厂）中去除二氧化碳。捕获的二氧化碳通常被压缩成液态状态。
运输，主要通过管道进行。
封存，进入 800 米（2,600 英尺）以上的深层地质构造中。
CCS 系统的所有必要组成部分目前都在经济中的某些地方投入商业使用。要被认为是商业级的，这些不同的组件需要集成并扩大规模。
从气流中捕获二氧化碳的基本过程是在 20 世纪 30 年代发明的。第一个安装在工业锅炉上的装置于 1978 年在加利福尼亚州的特罗纳开始运行。在加拿大萨斯喀彻温省，发电厂的第一个商业规模运营（一家燃煤电厂，产生 110 兆瓦的电力，每年排放超过 100 万吨二氧化碳）于 2014 年 10 月开始，并且其 运营商表示，正在“超出预期”。
在美国，二氧化碳管道网络超过 4,000 英里。这些管道的建造主要是为了将二氧化碳从自然井输送到油田。在一种称为提高石油采收率 (EOR) 的实践中，将二氧化碳气体泵入现有油井，以迫使释放更多的石油。每年大约有 5000 万吨二氧化碳以这种方式运输。
将二氧化碳和其他气体注入地质构造的做法已经进行了很多年。早在 1915 年，天然气就被储存在地下。第一个注入二氧化碳的 EOR 作业于 1972 年开始。自 1989 年以来，酸性气体（包括二氧化碳）一直被储存在地质构造中，主要在加拿大。一些 CCS 示范项目，从 1996 年挪威在北海的 Sleipner 项目开始，以每年百万吨的规模封存二氧化碳。
二十年的进展
第一篇提到后来成为 CCS 的 已发表论文是在 1977 年。
然而，15 年后，CCS 研究领域才达到了临界规模。1991 年，国际能源署启动了 温室气体研发计划，该计划也专注于 CCS。美国于 1997 年在能源部建立了自己研究计划，每年投资 100 万美元。这个数字现在已经膨胀到每年 2 亿多美元。2005 年，政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 发布了 关于二氧化碳捕获和封存的特别报告，确认了 CCS 作为主要气候减缓选项的地位。
从各方面衡量，CCS 从 1990 年到 2009 年都出现了显著增长。一个衡量标准是参加 CCS 主要国际会议 的人数（见下图）。 宣布 了数十个示范项目。实验室和中试工厂的研究和开发活动激增。 开发了新的和改进的溶剂，用于从废气中捕获二氧化碳。设计、开发和测试了整合发电和二氧化碳捕获的过程。进行了 地下注入二氧化碳的现场测试，制定了监管框架和公众宣传计划。
设想是在 2020 年之前上线 20 个大型示范项目，届时 CCS 可以被认为是商业化的。2009 年，来自美国和欧洲的数十亿美元刺激资金被拨付用于资助这一愿景。我们正走在商业化的道路上，但随后我们遇到了一些坑洼。
缺乏市场
为了使任何技术实现商业化，都需要建立市场。与可再生能源和核能等其他低碳技术不同，CCS 只有一个目的：减少二氧化碳排放。因此，只有通过旨在减少向大气排放温室气体的气候政策才能建立市场。2009 年，似乎这项政策迫在眉睫。美国国会正在讨论限额与交易法案。预计 2009 年底的哥本哈根气候会议将产生一项新的国际协议。
然后一切都崩溃了。气候政策在美国成为一个党派问题，阻止了任何有效的政策措施，而哥本哈根未能达成一项协议。本应推动 CCS 前进的市场被推迟了至少十年，甚至可能更长时间。
电力公司和石油公司等行业参与开发 CCS 至关重要。然而，随着该技术市场的未来变得更加不确定和推向未来，公司重新审视了他们对 CCS 的承诺。
现在，支持水平已大幅下降，因为近期需求已成为优先事项。多年来以两位数增长的政府计划已经趋于平稳，或者在某些情况下有所下降。结果，在 2020 年，预期中的 20 个示范项目将只有不到一半上线，CCS 商业化将至少推迟到 2030 年。
CCS 处于十字路口
关于减缓气候变化的 最新 IPCC 评估报告 在决策者摘要中提到了 CCS 35 次。国际能源署多次 表示，CCS 是减缓气候变化的关键技术。
然而，就在 CCS 在建设示范工厂、开发新的和改进的技术以及了解和管理风险方面取得巨大进展的同时，以所需水平继续这些活动的资金已开始减少。短期关注取代了长期战略。
这不仅对那些认为 CCS 是一项关键技术的人来说是一个担忧，而且对于所有认为减缓气候变化是当务之急的人来说都应该令人担忧。我们没有进行必要的投资来实现到本世纪中叶将二氧化碳排放量减少 80% 的长期目标。
我更倾向于实施一项全经济范围的碳定价，为低碳技术创造市场。然后，由市场而非倡导者来决定技术组合。我相信，在这种政策下，CCS 的部署将是显著的。然而，今天我们依赖于政府计划，例如轻型汽车的燃油效率标准和公用事业的可再生能源组合强制，以帮助减少二氧化碳排放。
经济学家 普遍认为，这些计划的效率较低，并且减少二氧化碳排放的 成本更高。如果能源政策确实侧重于长期减少二氧化碳，我们就不会看到今天 CCS 的放缓。