全球高溫、糧食危機(jī)下，讓二氧化碳變糧食？這件事中國(guó)人正在做

二氧化碳，既是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣候殺手。又是人類“火星移民計(jì)劃”的一部分——

NASA曾在2018年發(fā)起“百年挑戰(zhàn)計(jì)劃”，希望利用火星上充足的二氧化碳，合成葡萄糖之類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，讓未來(lái)人類在火星上有能量攝入。

這種聽(tīng)起來(lái)遙不可及的事兒，中國(guó)人搶先一步做到了。

2021年，中科院實(shí)現(xiàn)二氧化碳合成淀粉——這是人類第一次實(shí)現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成，“讓淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能”。

按照能源業(yè)內(nèi)人士，遠(yuǎn)景科技集團(tuán)CEO張雷的說(shuō)法，這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)成熟后，“連內(nèi)蒙古的戈壁灘也能成為中國(guó)新的產(chǎn)糧中心。”

按照網(wǎng)民的說(shuō)法，“喝西北風(fēng)填飽肚子”將不再是一句玩笑。網(wǎng)友將此技術(shù)形象稱呼為“修仙”。

圖源：德云斗笑社

“碳轉(zhuǎn)粉”技術(shù)在如今全球高溫造成糧食危機(jī)的情況下更有特殊意義：既能車間造糧，又能消滅導(dǎo)致全球升溫的二氧化碳。

今年5月，中國(guó)發(fā)改委就在“十四五”規(guī)劃中將二氧化碳合成淀粉技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。

當(dāng)然，光靠“修仙”技術(shù)，地球人是吃不完二氧化碳的。目前全球主流消化碳的方式，是石油開(kāi)采和地質(zhì)封存。

我們今天本文的主角要出現(xiàn)了——

集合碳捕集、封存的技術(shù)，被稱為CCS（Carbon Capture and Storage）；

如果加上“碳轉(zhuǎn)粉”之類的應(yīng)用環(huán)節(jié)，就成了CCUS（Carbon Capture，Utilizationand Storage）碳捕集、利用與封存。

時(shí)髦環(huán)保心系未來(lái)的地球人都在討論CCUS。比如IPCC（政府間氣候變化專門委員會(huì)）在一場(chǎng)會(huì)議中曾特別指出：

如果沒(méi)有CCUS技術(shù)，幾乎所有氣候模式都不能實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)——將全球氣溫增幅控制在2℃。

更何況，人類目前也根本無(wú)法放棄使用化石能源。

比如今年夏天，俄烏沖突、北溪1號(hào)管道檢修導(dǎo)致的天然氣短缺，讓歐洲電網(wǎng)崩潰：倫敦電價(jià)一度飆升5000%；以核為貴的法國(guó)也抗不住，電價(jià)創(chuàng)下歷史新高。

一般來(lái)說(shuō)，缺電時(shí)“有煤燒煤、有氣燒氣、有錢就燒油”——這叫做電力調(diào)峰。但歐洲占比接近40%的可再生能源電力，由于風(fēng)、光資源不受控制，反而缺乏調(diào)峰的能力。

奧地利、德國(guó)先后重啟煤電，許多歐洲國(guó)家也開(kāi)始在非洲、澳洲、東南亞搶購(gòu)煤炭。

對(duì)于堅(jiān)定邁向“3060”雙碳目標(biāo)的中國(guó)來(lái)說(shuō)：CCUS也既是減排的關(guān)鍵技術(shù)，又能促進(jìn)化石能源的高效利用。發(fā)展好CCUS,同樣事關(guān)國(guó)運(yùn)。

這么一看CCUS：上能火星移民，下能填飽肚皮；進(jìn)可減排控碳，退可石油增產(chǎn)——好處怎么吹都不為過(guò)。

但立方知造局聊的一堆業(yè)內(nèi)人士都白眼一翻：“CCUS，目前就是個(gè)驢屎蛋。”

接下來(lái)你將看到：

1. CCUS的萬(wàn)億賽道，都有哪些公司在跑？

2. 中國(guó)CCUS重點(diǎn)項(xiàng)目有哪些？哪些點(diǎn)讓它慘遭業(yè)內(nèi)人士“嫌棄”？

1. 大廠和巨頭，都在投

2021年《財(cái)富》雜志評(píng)選“改變世界的53家公司”中，名列第二的是中國(guó)能源公司遠(yuǎn)景科技，在其碳中和行動(dòng)報(bào)告中，將風(fēng)電、儲(chǔ)能稱為“新煤炭”，鋰電池、氫能稱為“新石油”。

風(fēng)光鋰氫儲(chǔ)，正是中國(guó)政府重金領(lǐng)投、企業(yè)窮追猛打的幾條萬(wàn)億賽道——這種對(duì)于新能源賽道的超高熱情，很大一部分來(lái)自于我們?cè)趥鹘y(tǒng)化石能源上“實(shí)在窮怕了”。

一個(gè)形象的比喻是：如果沙特的油田是一塊完整的盤子，那么中國(guó)油田就是把盤子扔在地上摔個(gè)粉碎，再東踢一腳西踢一腳，然后直接踩進(jìn)石頭縫里。

中國(guó)“貧油”貧在難以勘測(cè)和開(kāi)采。好不容易找到一塊油田，采完淺層的油后，剩下都在巖石縫里。

這時(shí)二氧化碳就派上了用場(chǎng)——CO2-EOR（二氧化碳強(qiáng)化采油）是現(xiàn)在最常見(jiàn)的提高石油采收率的方式之一。根據(jù)中國(guó)勝利油田、大慶油田、吉林油田等地的試驗(yàn)，一般情況下能提升10%~15%的產(chǎn)量。

消化二氧化碳的主流方式是石油開(kāi)采與地質(zhì)封存，它們通常指的是一回事。

比如加拿大的Weyburn是世界上最大、也最成功的CCUS-強(qiáng)化采油項(xiàng)目，至今累計(jì)增采石油2100萬(wàn)噸，封存二氧化碳3000萬(wàn)噸。

“石油+美元”建立霸權(quán)的美國(guó)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)尤其熱衷，全球150個(gè)類似項(xiàng)目中獨(dú)占136個(gè)，占到全球二氧化碳驅(qū)油總量的90%以上——美國(guó)能在2019年從石油凈進(jìn)口國(guó)變成凈出口國(guó)，與二氧化碳密不可分。

煤電廠碳捕集項(xiàng)目 圖源：NRG官網(wǎng)

當(dāng)一個(gè)國(guó)家拉動(dòng)一條新能源賽道時(shí)，往往要經(jīng)歷三個(gè)階段：

一是市場(chǎng)創(chuàng)造，二是技術(shù)示范，三是規(guī)模應(yīng)用。

在第一階段，首先要找到創(chuàng)造出市場(chǎng)后的最先受益人，以他們的投資熱情為基礎(chǔ)進(jìn)一步做大蛋糕——比如中國(guó)在發(fā)展鋰電時(shí)，最早扶持的對(duì)象就是鋰電池公司。

CCUS也是一樣，在產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)環(huán)節(jié)——碳的捕集、運(yùn)輸、應(yīng)用和封存中：捕碳是上游，用和封是下游。而最先受益人，就是能用碳驅(qū)油的油氣公司。

中石油和中石化從2006年的中原油田CO2-EOR——中國(guó)第一個(gè)CCUS項(xiàng)目開(kāi)始，在十多年里一直是項(xiàng)目建設(shè)的主力軍；同時(shí)布局產(chǎn)業(yè)鏈上游的捕碳技術(shù)，與相關(guān)公司進(jìn)行投資、合作。

立方知造局梳理了CCUS項(xiàng)目鏈條——

制圖：立方知造局

越來(lái)越多的CCUS“局外人”也加入進(jìn)來(lái)——比如互聯(lián)網(wǎng)和科技企業(yè)。

這一方面是因?yàn)橹袊?guó)雙碳步伐日漸加速，互聯(lián)網(wǎng)和科技企業(yè)同樣承壓；另一方面，新能源打破了“有礦才有競(jìng)爭(zhēng)力”的高壁壘，讓本和能源沾不上邊的互聯(lián)網(wǎng)大廠得以投身愛(ài)而不得的能源行業(yè)。

在各家互聯(lián)網(wǎng)大廠的“碳中和行動(dòng)報(bào)告”中，能夠看出他們實(shí)現(xiàn)碳中和的兩種主要方式：

方式一：利用管控手段、可再生能源，以及相關(guān)的脫碳技術(shù)投資，讓自身運(yùn)營(yíng)和供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)脫碳；

比如在運(yùn)營(yíng)層面，阿里將自有的短途燃油車替換成新能源車，以及在菜鳥(niǎo)物流園鋪設(shè)光伏電站等手段，爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)自身運(yùn)營(yíng)的碳中和；

方式二：通過(guò)為用戶提供低碳產(chǎn)品或脫碳服務(wù)，為自己的碳中和事業(yè)間接加分，這里的用戶可以是個(gè)人用戶，也包括政府和企業(yè)用戶。

比如脫碳服務(wù)上，百度利用AI技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為城市提供碳排放監(jiān)測(cè)、提高能源使用效率，以及重點(diǎn)行業(yè)的減碳解決方案等服務(wù)。

其他各家大廠或有類似動(dòng)作，或通過(guò)其他手段實(shí)現(xiàn)，但總得來(lái)說(shuō)脫不開(kāi)這兩種方式的藩籬。

為了節(jié)能環(huán)保，亞馬遜將數(shù)據(jù)中心建在寧夏中衛(wèi) 圖源：寧夏信建辦

CCUS技術(shù)妙就妙在能居中連接：大廠通過(guò)對(duì)碳捕集、碳應(yīng)用的投資或研發(fā)，一方面可以實(shí)現(xiàn)自身減排；另一方面可以將之作為脫碳服務(wù)提供給需要的企業(yè)。

目前，已在CCUS上有所動(dòng)作的大廠有：騰訊、華為、阿里。

騰訊：研發(fā)優(yōu)先，等待技術(shù)成熟

2021年“綠色科技與碳中和論壇”，騰訊梳理出解決氣候變化的三條潛在技術(shù)路線：

電氣化、氫能經(jīng)濟(jì)、CCUS。

騰訊由于自身供應(yīng)鏈復(fù)雜，預(yù)計(jì)到2030年仍會(huì)有無(wú)法減少的碳排放將會(huì)以“中和”的方式抵消。為此騰訊首期投入500億成立可持續(xù)社會(huì)價(jià)值事業(yè)部，并設(shè)立碳中和實(shí)驗(yàn)室，支持新興的減碳技術(shù)。

該部門副總裁許浩認(rèn)為：CCUS將成為應(yīng)對(duì)氣候變化最重要的技術(shù)之一，但目前因?yàn)榧夹g(shù)限制，產(chǎn)業(yè)化仍存在困難，但未來(lái)通過(guò)技術(shù)突破并降本后，前景依然可期。

華為：數(shù)字賦能，先行布局電力

在華為與德勤聯(lián)合發(fā)布的《全球能源轉(zhuǎn)型及零碳發(fā)展白皮書》中，將CCUS視為制造業(yè)減排升級(jí)、負(fù)碳技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的關(guān)鍵。

另一方面，白皮書中還提到：應(yīng)將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到包括CCUS在內(nèi)的零碳轉(zhuǎn)型活動(dòng)中——預(yù)計(jì)到2030年，全球15%的脫碳會(huì)由5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云等數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

因此華為首先布局的是：以極簡(jiǎn)的站點(diǎn)、機(jī)房和數(shù)據(jù)中心，搭配綠電實(shí)現(xiàn)“零碳網(wǎng)絡(luò)”。之后才會(huì)開(kāi)展數(shù)字能源業(yè)務(wù)，為用戶提供方案。

阿里：搭建平臺(tái)，提供減碳服務(wù)

今年3月，由阿里直接控股的“杭州眾碳”成立，經(jīng)營(yíng)范圍囊括CCUS的各個(gè)環(huán)節(jié)——碳減排、碳轉(zhuǎn)化、碳捕捉、碳封存技術(shù)研發(fā)。

立方知造局認(rèn)為，阿里選擇直接進(jìn)入CCUS賽道，還是為了將這一關(guān)鍵技術(shù)融入其“碳服務(wù)”中。2月，阿里發(fā)布的“阿里云能耗寶”是一款為企業(yè)提供計(jì)量、認(rèn)證、交易的平臺(tái)，如果加入CCUS，阿里就可以將服務(wù)維度拓寬至技術(shù)支持，進(jìn)一步擴(kuò)大平臺(tái)生態(tài)。

以油氣公司為投資主體的CCUS項(xiàng)目，初步創(chuàng)造了中國(guó)CCUS市場(chǎng)，但單個(gè)項(xiàng)目的碳捕集能力多為每年10萬(wàn)噸以下，如果加上計(jì)劃建設(shè)的項(xiàng)目，累計(jì)捕集量也只有約400萬(wàn)噸。

《中國(guó)CCUS年度報(bào)告2021》中提到：中國(guó)在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和后，每年需要CCUS減排二氧化碳10~18.2億噸——這意味著在未來(lái)40年里，中國(guó)碳捕集體量得提高數(shù)百倍。

另一方面，CCUS大規(guī)模的商業(yè)化，也少不了互聯(lián)網(wǎng)科技公司以直接投入或憑影響力擴(kuò)圈的方式從旁輔助。

不過(guò)回報(bào)也同樣豐厚——根據(jù)《全球碳捕集與封存現(xiàn)狀2021》測(cè)算，到2050年：全球僅碳捕集裝機(jī)的投資就能超過(guò)上萬(wàn)億美元；而中國(guó)CCUS產(chǎn)值將達(dá)到3300億元人民幣。

那么問(wèn)題來(lái)了：CCUS看起來(lái)前景光明，引得大廠、巨頭紛紛入局，怎么在部分業(yè)內(nèi)人士眼中就是個(gè)驢屎蛋呢？

2. 成本虎口，效益黑洞

中國(guó)CCUS的發(fā)展有以下三個(gè)特點(diǎn)：

一是“任務(wù)重”，正如前文提到：碳捕集量在未來(lái)40年得提高數(shù)百倍，才能滿足碳中和的指標(biāo)；

二是“時(shí)間緊”，中國(guó)的碳中和時(shí)限定在2060年，但留給CCUS的時(shí)間并沒(méi)有那么長(zhǎng)——2030年碳達(dá)峰后，碳排就要呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，在這個(gè)線性加速的過(guò)程里，CCUS的發(fā)展窗口期只在未來(lái)的8~10年；

三是“規(guī)模大”，時(shí)間緊任務(wù)重的形勢(shì)下，能夠快速拔高二氧化碳捕集量的，只有“百萬(wàn)噸級(jí)”起步的示范項(xiàng)目。這也將成為CCUS的主要發(fā)展方式和重點(diǎn)投資方向。

今年1月29日，中國(guó)首個(gè)百萬(wàn)噸CCUS示范項(xiàng)目“齊魯石化-勝利油田”正式投運(yùn)，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)開(kāi)始進(jìn)入技術(shù)示范中后段——成熟的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。在此之后，中國(guó)又有5個(gè)百萬(wàn)噸工程立項(xiàng)。

齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目 圖源：中石化官網(wǎng)

每年封存1百萬(wàn)噸二氧化碳，就相當(dāng)于植樹(shù)900萬(wàn)棵、近60萬(wàn)輛經(jīng)濟(jì)型轎車停開(kāi)一年，減排效益十分顯著——但要想達(dá)到這一目標(biāo)，還需要兩個(gè)條件：

首先是“碳”：獨(dú)立的百萬(wàn)噸項(xiàng)目，必須有量大穩(wěn)定的碳來(lái)源，這就對(duì)上游安裝碳捕集裝置的設(shè)施提出要求；

其次是錢：一個(gè)項(xiàng)目動(dòng)輒成千萬(wàn)上億的成本投資，此外還有捕集、運(yùn)輸、應(yīng)用封存各環(huán)節(jié)的日常運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，而根據(jù)齊魯石化預(yù)測(cè)，三個(gè)環(huán)節(jié)的總成本要到2060年才有可能全面降至百元線下，到那時(shí)，CCUS才會(huì)成為“平價(jià)技術(shù)”。

雙重制約下，這注定是一個(gè)只有能源巨頭才有資格投入的領(lǐng)域。

但中小型的碳排設(shè)施也仍是“碳中和”不可忽視的關(guān)鍵因素。

以煤電為例：燃煤電廠占到中國(guó)碳排總量的一半，卻分布于各地一千多家煤電廠中，且占比最高的是2000兆瓦以下的中小型發(fā)電廠，集中度很低。

而中國(guó)其他高碳排行業(yè)，如化工、鋼鐵和水泥，設(shè)施分布與煤電類似。

這些工業(yè)設(shè)施加起來(lái)有著巨大的碳排總量，但：

一則單個(gè)體量小，無(wú)法獨(dú)立支撐大型CCUS項(xiàng)目；

二則由于太過(guò)分散，無(wú)法整合為一個(gè)大型項(xiàng)目；

三則就算聯(lián)合起來(lái)，也無(wú)法確保找到應(yīng)用封存地。

對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，CCUS的美好前景等于“驢屎蛋”。

而即使是能源巨頭牽頭，有著足夠資本和穩(wěn)定碳源的百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目，仍然會(huì)面臨諸多不確定因素。

拿“齊魯石化-勝利油田”項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，二氧化碳下游應(yīng)用方式就是驅(qū)油。然而具體能否盈利，還得看油價(jià)給不給力。

根據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)，該項(xiàng)目未來(lái)十五年可增產(chǎn)石油296.5萬(wàn)噸，按照當(dāng)前的油價(jià)來(lái)看的確是一個(gè)價(jià)值百億的好生意。但由于日常運(yùn)營(yíng)中，捕集、運(yùn)輸、封存環(huán)節(jié)的高成本，如果油價(jià)一跌，整個(gè)項(xiàng)目就可能中道崩殂。

類似的情況曾在美國(guó)出現(xiàn)：曾經(jīng)全球最大、美日聯(lián)合投資超過(guò)10億美元的佩特拉諾瓦項(xiàng)目，由于2017~2020年的低位油價(jià)，加上新冠疫情的一波沖擊，于2021年徹底停運(yùn)。

中國(guó)對(duì)此也給出應(yīng)對(duì)措施：在“齊魯石化-勝利油田”項(xiàng)目的碳捕集端，并沒(méi)有以國(guó)際主流的煤電廠作為碳來(lái)源，而是選擇為工業(yè)制氫提供脫碳處理。經(jīng)過(guò)脫碳+提純的工業(yè)氫氣純度可達(dá)到99.99%，年產(chǎn)量1000萬(wàn)m³，直接供給“魯氫經(jīng)濟(jì)帶”使用。

在油、氫兩頭下注，也為該項(xiàng)目的未來(lái)運(yùn)營(yíng)多加了一重保險(xiǎn)。

另一個(gè)無(wú)法避免的危機(jī)是——石油儲(chǔ)量。

在驅(qū)不出油、或者油田開(kāi)采完畢后，上游仍在持續(xù)產(chǎn)生的二氧化碳如果找不到能夠消化的應(yīng)用，只能直接進(jìn)行地質(zhì)封存。

對(duì)于加裝碳捕集的設(shè)施來(lái)說(shuō)，地質(zhì)封存并不能直接帶來(lái)收益。而如“碳轉(zhuǎn)粉”之類的先進(jìn)技術(shù)仍需等待成熟；化工、鋼鐵行業(yè)二氧化碳的應(yīng)用倒是成熟，但用碳成本仍然是過(guò)不去的難關(guān)。

綜上看來(lái)，CCUS目前的現(xiàn)狀是：

需要重金砸開(kāi)的賽道，卻在盈利模式和應(yīng)用領(lǐng)域上面臨諸多不確定因素；

規(guī)?；瘧?yīng)用受限，狹小市場(chǎng)也無(wú)法催促上游降本。

唯一的解決辦法，只有等待技術(shù)成熟和成本下降，在此之前，CCUS將繼續(xù)被“嫌棄”。

尾聲

CCUS的“驢屎蛋”危機(jī)還不止于此。

CCUS示范項(xiàng)目的建設(shè)算是如火如荼：截止2021年，全球又新增100多個(gè)CCUS設(shè)施；在中國(guó)，由國(guó)際能源巨頭殼牌、?？松梨谂c中海油、廣東省發(fā)改委合作的千萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目預(yù)備投建。

同時(shí)，美國(guó)靠稅收補(bǔ)貼、歐盟靠碳價(jià)倒逼，試圖拉動(dòng)CCUS的扶持政策也層出不窮。

但對(duì)于CCUS的質(zhì)疑并未因這些動(dòng)作而被消解——

新的問(wèn)題出現(xiàn)了：斥巨資進(jìn)行碳捕集改造真的有必要嗎？

如果繼續(xù)向上追溯CCUS產(chǎn)業(yè)鏈，會(huì)發(fā)現(xiàn)：關(guān)鍵的碳捕集端，很可能是一條沒(méi)有源頭的河流——

無(wú)論大、中、小型碳排設(shè)施，從根源上進(jìn)行減碳最好的方式，莫過(guò)于投入或轉(zhuǎn)向新能源使用。

比如貢獻(xiàn)了全球碳排總量8%的水泥行業(yè)，正在通過(guò)原料替代、光伏儲(chǔ)能、數(shù)字化手段應(yīng)對(duì)“雙碳”轉(zhuǎn)型——CCUS在其中只是一個(gè)備選項(xiàng)。

另一方面，無(wú)法避免的碳排放，也可以通過(guò)植樹(shù)造林等方式實(shí)現(xiàn)中和，畢竟“綠水青山就是金山銀山”才是環(huán)保的最終目的。

但我們不妨將目光放得更長(zhǎng)遠(yuǎn)些——想想星際移民和“飲風(fēng)修仙”，我們更愿意看到驢屎蛋也有明天。

編輯 | 唐曉園