净零到净负：领导者碳去除指南（英）

与全球未来净零转型委员会和 CEO 气候领袖联盟合作净零到净负：碳清除领导者指南白纸N O V E M B E R 2 0 2 1 净零到净负：碳清除领导者指南2封面和图片：Getty Images、Unsplash内容1了解碳去除及其局限性 71.11.21.32计划解决未来、现在和过去的排放问题 103寻求系统性影响 11免责声明本文件由世界经济论坛作为对项目、洞察领域或互动的贡献。此处表达的发现、解释和结论是世界经济论坛推动和认可的协作过程的结果，但其结果不一定代表世界经济论坛的观点，也不代表其全体成员、合作伙伴或其他利益相关者的观点。© 2021 世界经济论坛。版权所有。不得以任何形式或任何方式（包括影印和录制）或任何信息存储和检索系统复制或传播本出版物的任何部分。 净零到净负：碳清除领导者指南32021 年 11 月净零到净负：碳清除领导者指南前言男爵夫人布赖尼·沃辛顿英国正交气候基金会联合主任迈尔斯艾伦地球系统科学教授，牛津大学主任净零，牛津大学，英国Christian Mumenthaler 集团首席执行官，瑞士再保险；瑞士首席执行官气候领袖联盟联合主席需要做三件事才能将全球变暖限制在符合《巴黎协定》的安全水平：到 2030 年温室气体排放量需要减半；到 2050 年必须实现净零排放； 2050 年后，全球排放量将需要变为净负排放量。首先，保持稳定的气候需要大幅减少排放。这将需要进行经济转型，重新构想我们生产和使用能源和大多数商品的方式。然而，这还不够。作为减排的补充，需要除碳解决方案。不仅一些排放——例如在农业和重工业中——非常难以减少，我们还需要减少地球自身因地球变暖的自然反馈循环而产生的排放，并扭转随着时间的推移，在大气中累积并继续累积的排放物。本文为决心加速向与维持安全气候兼容的经济转型的企业和政策领导人提供及时的指导。它描述了现有碳去除机会的景观– 从基于自然到技术和混合解决方案 – 讨论相对优点以及与这些相关的挑战，并建议采取一系列行动来开始加快今天的部署。其中的关键是致力于： 学习和询问碳清除的概念以了解权衡；使用清除量来解决当前、未来以及重要的是过去的排放量；并寻求一种杠杆式的系统性影响，而不是采取战术性的、成本最低的方法。世界经济论坛的两个社区合作编写了这篇论文：关于净零转型的全球未来委员会 (GFC) 和 CEO 气候领袖联盟的碳清除气候行动小组。这次合作还制作了一场演讲——从 CEO 到 CEO——总结了碳去除的关键作用以及公司如何可靠和巧妙地使用它。我们感谢这两个团体的许多贡献，他们也在论坛的议程博客上发表了一系列文章，特别感谢牛津净零倡议和碳差距的 Eli Mitchell-Larson 在起草和整理了许多不同的观点。这种多样性为准备解决这一重要气候难题的领导人提出了一套强有力的建议。 净零到净负：碳清除领导者指南4执行摘要从大气中主动清除二氧化碳并结合封存 (CDR) 的计划是任何综合净零战略的一个组成部分。本白皮书是决策者在参与碳清除时必须考虑的一些关键挑战和机遇的指南。何时使用移除？碳清除的使用需要遵循缓解等级：第一要务始终是在可能的情况下减少或避免排放。如果用于以下三个目的之一，则去除碳是合适的：1.对直接由参与者活动产生但难以或不可能减少的排放进行补偿。2. 补偿气候变化本身导致的地球排放（因此间接来自过去或未来的排放）3. 对于有远大抱负和强大领导力的参与者，更进一步——实现净负排放以解决过去排放的遗留问题，解决建设——减少大气中的二氧化碳并开始恢复气候领导者应该如何处理撤职？我们强调三个关键考虑因素：了解碳去除及其局限性 - 必须考虑完整的端到端碳去除和存储挑战。碳去除技术可以根据去除方法和后续存储格式的形式大致分为几类，其中一些被认为是“基于自然的”、“工程化的”或两者的混合。交付满足《巴黎协定》所需的碳去除量，所有这些方法都需要在未来十年内扩大规模。在选择安全的碳清除策略时，领导者应牢记：1. 将去除的碳放在哪里？考虑碳储存选项的容量以及它们如何在大气、地圈（岩石）和生物圈（海洋和陆地植物和土壤）中分布。持久的净零战略涉及平衡排放和清除（例如，通过将二氧化碳返回到地球圈来补偿持续使用的化石燃料）。2. 什么时候去除碳？并非所有清除都是立即实现的，必须注意不要从未来借用。3. 碳会被去除多久？考虑向大气中储存碳逆转的风险并预测需要过渡到提供更大持久性和更低风险的选项。确保稳健的持续性能监控。计划解决未来、现在和过去的排放问题——雄心勃勃的企业领导人寻求确定其业务所需的碳去除规模，应优先考虑不可避免的当前和未来排放，但也要准备好将过去的排放解决到约定的日期。寻求系统性影响——最后，在考虑碳清除方案时，企业需要反思他们想要产生的影响和他们的雄心壮志。商业、金融领域的领导者并且政策现在可以采取行动来支持广泛的移除选项。这包括准备好扩大规模的既定方法和新兴技术，在这些技术中，紧急的早期支持将产生超出决策者自身职责范围的系统性、深远的影响。如何最好地采取行动？该简报以行动呼吁结束，在总体呼吁下仅使用清除来解决无法减少或避免的排放，在整个价值链中将减排优先于清除。从事除碳业务的公司必须：1.积累专业知识，寻求建议并支持现有的碳清除计划2.自行支持减排和基于自然的气候解决方案3.寻求跨越生物和地质选择的多元化清除组合4.考虑使用清除来补偿过去的排放5.为未来做好准备，包括对未来排放的潜在责任6.使用高耐久性存储平衡高耐久性源的排放7.倡导雄心勃勃的气候政策 净零到净负：碳清除领导者指南5介绍为确保气候安全，我们必须到 2030 年将二氧化碳排放量减少 50% 或更多，在 2050 年之前实现净零排放，并在整个世纪下半叶保持净负排放。本文重点介绍二氧化碳去除 (CDR) 及其在补充减排和减少大气中已有碳存量方面的作用。实现净零– 以与排放相同的速度消除和储存温室气体排放 – 是实现绝对零排放的重要途径。在可量化的方面：为了将升温控制在 2°C 的巴黎阈值以下，或者最好是 1.5°C，除了安全清除和储存来自气氛到本世纪中叶，每年（与今天约 400 亿吨二氧化碳的排放量相比）2每年）。1数字 11.5°C 途径全球合作2年排放量（亿吨）50照常排放401大规模减排3020尚无法减少的排放100-10-20负排放净零23 净负2010202020302040205020602070208020902100来源：改编自政府间气候变化专门委员会 2018 SR15, P1–P4碳去除在中和一些非常难以减排的排放方面发挥着关键作用：(1) 到本世纪中叶及时实现净零排放，以保持峰值升温低于巴黎阈值； (2) 提供净负排放来冷却地球并开始恢复大气。清除是对深度减排的补充，而不是替代。清除不应分散对减排的注意力，因此始终是缓解层次结构和企业缓解策略的最后一步。有多种去除和储存碳的方法，每种方法都有独特的优势、劣势、成本和其他属性（参见图 2 和附件的简要概述，以及CDR 入门以获取更多详细信息）。选项包括基于自然的去除方法，其中许多目前成本相对较低，以及工程和混合解决方案，其中一些虽然可能仍然很昂贵，但已准备好扩大规模，而另一些则处于早期阶段发展。任何一种技术都无法提供所需的数十亿吨清除量；因此，有必要探索和扩大一系列广泛的清除方法。2 净零到净负：碳清除领导者指南6数字 2除碳方法碳去除景观跨越基于自然、混合和技术的解决方案造林种植、管理和种植森林以去除和储存碳蓝碳加速风化其他海洋CDR地质储藏土壤固碳造林生物炭长寿命产品生物质碳去除和储存 (BiCRS)直接空气捕获和储存 (DACS)地质储存（深部多孔岩，被不透水盖层密封）土壤封存通过改变土地管理（例如免耕）来增加土壤碳含量蓝碳通过改变生态系统管理（例如红树林）来增加沿海地区和湿地的碳含量其他海洋CDR其他增强海洋在生态系统和海洋化学中吸收碳的能力的方法生物炭从生物质中生产木炭并使用例如作为土壤改良剂或化学添加剂其他生物质碳去除和储存 (BiCRS) 从烟道气或其他过程中去除生物 CO2，永久储存。包括具有碳捕获和储存功能的生物能源 (BECCS)。加速风化与大气中的 CO2 发生反应并因此固定的天然矿物直接空气捕获和储存 (DACS) 直接从空气中过滤二氧化碳并永久储存资料来源：改编自瑞士再保险，2020 年声纳报告碳去除技术有多种形式，可以根据从大气中去除的方式进行分类（例如，由生物体驱动的光合作用、增强的自然地球化学过程，如风化、“工程”过滤 CO2 来自空气）和随后的碳储存方式（例如有机物、矿化形式、地质储层、建筑环境、长寿命产品、海洋沉积物或其他汇）。上述八大类是“端到端”移除和存储路径；例如，具有碳捕获和储存功能的生物能源 (BECCS) 涉及光合作用捕获和地质储层中的储存，而“造林”涉及通过相同材料（森林本身的地上和地下生物量）的清除和储存。碳去除解决方案有时根据被认为是“基于自然”的解决方案与“技术/工程”的解决方案，或两者的“混合”进行分组，但这些区别可能是主观的，有时会引起争议（例如重新造林被普遍认为是一种基于自然的解决方案，而植树造林则不然）。在实施气候行动方面，碳去除至少可以用于三个不同的目的：–对难以减少的排放进行补偿：一些排放是分散的，或者消除起来非常困难或代价高昂。移除可以弥补这些，直到技术、政治和经济条件允许他们的绝对脱碳。3 但是，此类清除不得损害绝对脱碳的进展或阻止短期内采取更雄心勃勃的行动。那些必须不断重新评估被认为“难以减少”并因此适合通过清除来解决的排放。–补偿气候变化导致的地球排放：清除也可以抵消生物圈本身的排放增加，这些排放直接由历史和未来排放导致地球变暖，但很难归因于任何特定行为者。– 解决大气中排放的累积问题：清除措施还可以让那些对碳累积做出最大贡献的各方解决其导致变暖的遗留问题。至关重要的是停止当前的排放并减少碳的存量大气层。一旦实现全球净零排放，持续的全球净负排放将产生以下影响：减少二氧化碳2集中，冷却地球并使气候恢复到前工业化状态。尽管去除非常重要，但对其适当使用的混淆比比皆是。本文描述了将碳清除纳入净零战略时需要考虑的一些问题，并提供了对清除的可靠支持的愿景。以下三个关键支柱为希望负责任地指导其公司参与碳清除的企业领导者提供了一个起点。 净零到净负：碳清除领导者指南7了解碳去除及其局限性安全和持久的全球净零状态是什么样的，这个目标如何告知当前开始过渡所需的行动？去除和储存碳的技术在其影响、收益、成本和它们提供的基本价值方面差异很大。这些不同的属性对于那些希望使用清除来补偿化石燃料排放以提供稳定和可维护的净零排放状态，无论是对于他们的组织还是对于整个地球。突出显示了移除的三个关键特征，包括：–有多少空间可以储存去除的碳？–碳去除和储存的速度有多快？–储存的碳逃回大气有多容易？1 大气层化石燃料和工业过程的排放土地利用变化造成的排放土地利用变化带来的影响从空气捕获到地质储存的去除陆地和海洋生物圈地圈大气层化石燃料和工业过程的排放土地利用变化造成的排放土地利用变化带来的影响从空气捕获到地质储存的去除陆地和海洋生物圈地圈从生物质碳去除和储存 (BiCRS) 中去除1.1将去除的碳放在哪里？我们减少排放的速度越快，需要的碳去除就越少。到本世纪中叶，从净零排放到绝对零排放的新旅程将需要顺利进行，因为要首先实现并维持净零或净负排放所去除的每一吨碳都必须存储在某个地方。大容量时，存储空间将耗尽。4当今最容易获得的碳去除技术将去除的碳储存在生物圈（例如植被和土壤）或地圈（例如以矿化形式存在于地球表面之上或之下）。生物圈存储具有提供有价值的非碳共同利益的潜在优势，而如果实施得当，地圈存储既庞大又有效地永久。基于自然的清除的潜力是巨大的，5它比地质碳储存资源小几个数量级。当抵消购买者使用碳信用为自然介导的清除提供资金时，他们隐含地将化石碳（排放）转化为生物碳（购买的清除）。这是碳从非常大的地质碳库流入的单向净流生物碳储量。生物碳储量很大，但不可避免地受到土地可用性和竞争性用途（例如食品和纤维生产）