前沿产业发展现状、挑战及机遇（碳移除篇）

碳移除篇 目录CONTENTS 要点/KEYPOINTS01 >CDR技术路线05国内外政策规划08CDR技术部署与示范10 挑战／BARRIERS11 》CDR相关政策仍不完善11新型CDR技术缺乏经济性11封存的可靠性和永久性有待验证12不确定性和潜在风险12 机遇及建议/OPPORTUNITIES13 完善CDR政策体系13提高新型CDR的经济性13建立MRV体系14加强科学研究14 参考文献/REFERENCES15 要点KEYPOINTS 现状/ Briefing ·碳移除（CDR）是指直接从大气中去除二氧化碳井将其持久地储存在地下、陆地、海洋或产品中的一系列技术，实践和方法。国际社会已经将CDR视为实现净零排放路径中的一种不可避免的方式。 ·CDR主要分为基于土地的传统CDR和新型CDR两大类。传统CDR主要是指在陆地中捕获并储存CO2的方法，包括造林/再造林、土境固碳、改善森林管理等。新型CDR主要是指通过技术手段直接从大气中捕获CO2的一些方法：包括直接空气捕集（DAC)、生物能源碳捕集和封存（BECCS）、生物炭、强化岩石风化、海洋碱化、海洋施肥、蓝碳管理等， ·目前已经有120多个国家设立了净寒排放目标，但是仅有少数国家出台了明确的、可行的CDR发展计划，包括美国、欧盟、英国、日本、巴西等，中国的碳中和政策体系中对负碳技术也提出了明确的支持。 ·当前，世界范固内现有的CDR几乎全部来自于传统的CDR方法，如造林和再造林等。新型CDR方法目前的洁除能力非常有限。2022年全世界共有18个DAC项目在运行中，位于欧洲、美压和加章大。 挑战/ Barriers ，CDR相关政策体系仍不完善，体方法的选择，部署的规模和时间等都尚不洁晰，CDR在净零排放战略中的定位尚不明确，缺乏对CDR技术、实践和方法的支持。 ，当前大部分新型CDR方法仍处于技术发展初期，成本较高：经济性较差：难以商业化。 ·当前很多CDR方法的可靠性和永久性缺乏监测和核查，有待进一步验证。 ，当前很多CDR方法还处于初期阶段，未进行大规模的应用和验证，存在不确定性和潜在风险。例如：CDR对气候和生态系统的潜在影响等。 机遇和建议/opportunities 为在本世纪中叶实现净零排放，各类CDR技术预计将加速发展。为了支撑CDR的快速健康发展，我们提出如下建议： ·未束应加大对碳移除的亘视，完普CDR政策体系，明确CDR在碳中和实现路径中的定位对CDR发展路径进行规划，制定激励政策：推动技术研发和应用，确保碳移除的部著能够达到净零排放所需的水平。 ·当前新型CDR技术的成本较高，难以商业化，需要采取多种措施提升其经济性。例如：一、开发碳移除相关的CCER方法学，利用碳市场提升经济性：二、政府、企业等主体可以道过承诺购买的方式对碳移除进行激励；三、对采购碳移除生产的终端产品进行激励，扩大碳移除的应用。 ·当前许多CDR方法还缺乏对于可靠性和永久性的验证，使得CDR方法的实施效果存疑，影响了市场对于碳移除产品的信任。未来：应当建立完善的MRV（监测、报告与核查）体系：对二氧化碳的移除量进行验证，确保碳移除的有效性。 ·大多数CDR方法日前仍处于研发阶段：面临若许多不确定性和潜在风险，未来应加强CDR基础科学研究，同时，现有的碳移除技术也需要通过技术创新来降低其对资源、能源的需求，进一步降本增效。 报告作者：李蕴洁、冉泽 现状BRIEFING 气候危机日益严峻，为了将全球平均升温在21世纪末控制在相担对于工业革命前的1.5℃或2C以内，世界客国都迫切需要采取措施阻止大气中温室气体水平继续上升。然而，仅依靠严格的减排措施几乎不可能完全消除所有的温室气体排放，还需要采取措施从大气中洁除一部分二氧化碳，以实现净零排放。此外，目前累积排放的温室气体已经对全球气候造成了严重影响，即使我们实现了深度的去碳化：这些影响仍将存在，并目可能在未来几十年变得更加严重。因此，应对气候危机不仅案要能源系统的快速脱碳，也需要碳移除技术的大规模应用。 银据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的定义 碳移除（CarbonDioxideRemoval，以下简称CDR）是指直接从大气中去除二氧化碳井将其持久地储存在地下、陆地、海洋或产品中的一系列技术、实践和方法。 不同于化石能源和工业领域的碳捕获，利用与封存（CCUJS）技术，它可以解决最难去碳化部门（如农业，航空和航运部门）的排放问题，井从大气中清除遗留的二氧化碳（CO排放 IPCC第六次评估报告（AR6）第三工作组报告[1}指出：如集要实现二氧化碳或温室气体的净零排放，部署CDR平衡难以消减的刻余排放量是不可避免的。所有可能将升温限制在2℃或更低水平的说明性减缓路径（IMPs）都使用了某种形式的CDR。联合国环境规划零在2023年排放差距报告”(2中指出，由于严格的减排行动被准迟，从长远灾看，对碳移险的需求将会进一步增加。 CDR技术路线> CDR主要分为两大类 基于土地的传统CDR 新型CDR 新型CDR主要是指通过技术手段直接从大气中捕获CO2的一些方法如生物能源碳捐和封存（BECCS）、直接空气捕集（DAC)、海洋球化等，这些方法大都还外于原型或元范阶段目前有一些小范匡的部著，每年洁除呈仅有200万吨12)。 主要是指在陆地中捕获并储存CO的方法，包括造林，再造林、土境固碳，改善森林管理等，这些方法都已经较为或熟，是目前应用最广泛的碳移除技术据估计，目前每年通过基于土地的传统CDR方法直接清除的二氧化碳呈为20亿吨左右2) 这些技术路裁具体如下， >基于土地的传统CDR： *（2）森林管理 （1）造林/再造林 通过在从未有森林或经有森林的土地上种植树木以建造森林，从大气中去除二氧化碳。树木在生长过程中利用光合作用吸收二氧化碳，并长期储存。该方法已经十分成熟并得到了广泛的应用，但是其规模仍不硝定，并且缺乏有效的监测和验证措施：其封存潜力约为5~100亿吨CO2年：或本约为0~240美元/吨COz 改善现有森林、土壤的管理实践：如森林经营、林分丰建减少森林土壤扰动等：增加森林对二氧化碳的吸收量。该方法目前也较为成熟：封存潜力约为1~21亿吨CO2/年。 （3）森林管理 将大气中的二氧化碳通过植物或其他有机固体转移至土壤中，最终作为土壤有机碳储存。土壤固碳目前也较为成熟，其封存潜力约为6~93亿吨CO>/年，成本约为=45~100美元/吨COz，主要取决于劳动成本和机械化程度等因素。 》新型CDR： 直接空气捕集（DAC）： 通过化学工程方法，从空气中直接捕集CO2，并将其长期封存或利用。DAC的优势在于土地和水瓷源消耗少、封存的持久性强以及清除量易于量化，但是需要消耗大量的能源，成本较高，约为100~300美元/吨CO2，主要取决于能源消耗类型、利用和储存方法等各种因系，DAC的封存潜力约为50~400亿吨CO2/年。 生物能源碳捕集和封存（BECCS）： 将生物质转化为生物能源过程中产生的CO2进行捕集，并长期封存。BECCS技术成本约为15~400美元/吨，主要取决于生物质能的类型、捕获技术和储存方法。BECCS的封存潜力约为5~110亿吨COz/年。 生物炭： 生物质在缺氧条件下热裂解而成的富碳同态产物：可以应用在土境中作为改良剂。生物炭的应用历史已经非常长，但是其封存的可靠性和持久性有待进一步验证。生物炭的封存潜力约为3~66亿吨CO2/年，成本约为-10~345美元/吨CO2 强化岩石风化： 通过人为手段提高岩石（如玄武岩或其他硅酸盐材料）的风化速率：使其与大气中的二氧化碳发生反应形成碳酸盐，从而去除二氧化碳。该方法目前还处于实验室研究和小规模示范阶段，成本约为50~200美元/吨CO2：封存潜力约为20~40亿吨CO2/年。 海洋碱化： 通过使用碳酸盐、硅酸盐等碱性物质来提高海洋pH值，从而增强海洋吸收CO2的能力。该技术目前还处于理论研究阶段，缺乏可靠的测试，另外公众的接受度也可能阻得其应用。该技术的封存潜力约为10~1000亿吨CO2/年。：成本约为40~260美元/吨CO2 海洋施肥： 通过添加铁等营养物质促进海洋浮游物生长，提高其吸收二氧化碳的能力。与海洋碱化类似，该技术也处于理论研究阶段：其封存潜力约为10~30亿吨CO2/年，成本约为50~500美元/吨CO2。 滨海湿地（蓝碳）管理： 通过恢复退化的红树林、盐沼和海草等沿海湿地，促进湿地植被和土境中的蓝碳固存。滨海湿地具有巨大的碳吸收能力，司时他可以带来经济和社会效益。 国内外政策规划 目前，已经有120多个国家设立了净零排放目标，在全球或国家层面的净零排放战珞中，CDR虽然不能替代深度减排，但可以发挥多种补充作用。 近期 CDR可以进一步减少二氧化炭或温室气体的净排放水平： CDR可以抵消“难以转型”部门的剩余排放，如工业活动和长途运输的二化碳或农业的甲烷和氧化亚氨，以帮助实现二氧化碳或温室气体的净零排放； 中期 可以实现并维持氧化碳或温室气体净零排放 长期 美国十分重视CDR的研究和部署，将其视为解决净排放最艰难障碍的重要手段之一 2021年，美国发布了&两党基础设地法案"，为碳捕集的研究、示范和部署提供了120亿美元的资金； 2022年发布的通胀削减法案“也为碳捕集提供了支持，直接空气捕集项目有资格获导每吨高达180美元的税收抵免 2021年：美国能源部（DOE）发布了负碳攻关（“CarbonNegativeShot"）计划，旨在刻激碳移除技术的创新、研究、制造和部署，该计划有四个目标：一是在未来十年内将CDR的成本降低到100美元「吨CO以下（包括捕获和储存环节）：二是对全生命周期非放量进行有效核算，包括确保将碳移除技术在运行和建造过程中产生的排放量计算在内；三是将捕获的CO2采月地质封存或类似的安全循存方法进行封存，并测算监测、报告和核查的成本；四是实现十亿吨级的必要去除规模。该计划调动了整个能源部的研发企业，包括工程、化学、地质和生物等，支持的CDR方法包括造林／再造林、土堰碳封存、BECCS、DAC、强化矿化以及基于海洋的CDR等，以实现规票化负排放所需的互大创新实破。 ?欧盟也已经将碳移除纳入其净零排放的政策中 2021年：欧盟委员会通过了“可持续碳循环”计划：该计划同时支持基于土地的传统CDR和新型CDR，造林/再造林等土地管理方法将在2030年实现3.1亿吨二氧化碳的净清除目标，基于技术解决方案的新型CDR将在2030年实现每年500万吨二氧化碳清除量并永久储存。同时，该计划将完普碳移除的监测、报告和核查（MRV）体系：确保以透明的方式确定从大气中清除的二氧化碳的量， 英国、德国、日本、巴西等国也者出台了支持CDR发展的政策或资金支持 》中国正在制定完善的碳达峰碳中和“1+N”政策体系，其中对负碳技术也提出了明确的支持 《科技支撑碳达峰碳中和实施方案》 Q强调要重视负碳技术研发和应用 如开发森林、草原、湿地、农田、冻土等陆地生态系统和红树林、海草床和盐沼等海洋生态系统固碳塔汇技术，评估现有白然碳汇能力和人工干预增强碳汇潜力： Q加强空气中直接捕集二氧化碳技术理论创新 研发高效、低成本的空气中二氧化碳直接捕集技术。 CDR技术部署与示范 当前，世界范围内现有的CDR每年能够从大气中清除近20亿吨二氧化碳，几乎全部来白于传统的CDR方法，如造林和再造林等。新型CDR方法：如BECCS、DAC、强化岩石风化等日前的清除能力非常有限：约每年200万吨左右： DAC由于其具有土地和水资源消耗少、封存的持久性强以及洁除呈易于量化等优势，受到了各国政府以及投资者较多关注。根据国际能源署（IEA）的（直接空气捕集2022H报告，2022年全世界共有18个DAC项目在运行中，位于欧洲、美国和加宇大，但这些项目规模较小，仅处于初期示范阶段：年捕集能力共计约1万吨C