深入：如何從生物質(zhì)能中獲得碳負能量
2022-04-24
在從大氣中捕獲和隔離二氧化碳(CO2)的同時產(chǎn)生可靠電力的重要機會已經(jīng)出現(xiàn)，并且可以在全球范圍內(nèi)實施。四個關(guān)鍵技術(shù)的組合成了一個更大的系統(tǒng)，這在目前已成為可能：具有碳捕獲的生物質(zhì)或化石燃料發(fā)電、直接空氣捕獲(DAC)、儲能和可再生能源。總之，這些技術(shù)可以為電網(wǎng)提供可靠的電力，同時產(chǎn)生大量的負碳排放。除了擴大可再生能源規(guī)模外，這將有助于以碳氫化合物為基礎(chǔ)的能源部門向低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。如果在世界范圍內(nèi)實施，這種方法每年可以減少數(shù)十億噸的碳排放，同時創(chuàng)造更多的經(jīng)濟機會。
與使用化石燃料相比，利用生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)生的負碳排放量更大，因為生物質(zhì)已經(jīng)是碳中和的。此外，在通過生物質(zhì)發(fā)電的同時，還可以生產(chǎn)另一種有價值的產(chǎn)品：生物炭。現(xiàn)在有幾種商業(yè)規(guī)模的系統(tǒng)可以同時生產(chǎn)能源和生物炭。生物炭是生物質(zhì)釋放的一些能量。生物炭有許多用途，包括顯著提高土壤能力，用于種植作物。
由于從生物質(zhì)中生產(chǎn)生物炭并將其導入到土壤中是國際公認的從大氣中去除碳的方法，因此通過創(chuàng)建這種生物炭可以獲得大量資金。比創(chuàng)造生物炭更有益的是將其與養(yǎng)分結(jié)合并通過土壤加以利用。例如，2019年的一項研究發(fā)現(xiàn)，生物炭與堆肥的結(jié)合顯著提高了平均作物產(chǎn)量——與不含生物炭的堆肥對照相比，提高了40%。
許多公司已承諾在未來幾十年內(nèi)實現(xiàn)凈零目標。例如，200多家公司已承諾到2040年實現(xiàn)凈零排放，全球2000家最大的相關(guān)上市公司中有21%的銷售額接近14萬億美元（89萬億人民幣），現(xiàn)已承諾到2050年實現(xiàn)凈零排放。這些公司將購買碳排放信用以履行各自的承諾。正因為如此，對這些信用額度的需求預(yù)計將迅速增長，這可以為實施這些具有碳捕獲和儲存(CCS)的公司帶來可觀的收入。
除了儲存在地下之外，通過工業(yè)碳捕獲和DAC捕獲的CO2還可以通過多種方式加以利用，包括農(nóng)業(yè)、提高土壤強度和生產(chǎn)甲醇。碳利用的快速增長為當?shù)禺a(chǎn)業(yè)的增長以及國際市場和貿(mào)易機會的擴大等帶來了重大的經(jīng)濟機會。據(jù)估計，到2030年，美國的碳利用市場將達到8000億至1.1萬億美元（5.1萬億人民幣至7萬億人民幣），使其成為能源轉(zhuǎn)型的一個有利可圖的組成部分。隨著可靠的CO2來源在世界各地的出現(xiàn)，可以預(yù)期這種資源的利用率將會增加。
通過將風能和太陽能等可再生能源納入技術(shù)組合，它提供了一種具有成本效益的取之不盡的能源，同時也創(chuàng)造了新的就業(yè)機會和經(jīng)濟機會。將可再生能源發(fā)電和儲能與碳捕獲和DAC相結(jié)合，即使風能和太陽能發(fā)電場連續(xù)數(shù)天不能產(chǎn)生足夠的電力，也可以為電網(wǎng)提供可靠的電力。DAC系統(tǒng)在這方面有所幫助，因為它可以在必要時關(guān)閉或關(guān)閉，以允許向電網(wǎng)提供更多電力。它還有助于最大限度地利用可用電力，從而提高設(shè)施的盈利能力。
雖然DAC的成本目前相當高，但預(yù)計會迅速下降。例如，據(jù)報道，冰島Climeworks在新工廠中捕獲和封存一公噸二氧化碳的成本在600至800美元（3822元人民幣至5096元人民幣）之間。現(xiàn)在還有其他幾家公司正在開發(fā)DAC技術(shù)，其中一些公司表示，當他們各自的技術(shù)在商業(yè)規(guī)模上實施時，他們可以以低于每公噸100美元（637元人民幣）的價格捕獲二氧化碳。
能夠?qū)崿F(xiàn)長期碳儲存的設(shè)施一直在迅速增長，現(xiàn)在氣候融資（如碳技術(shù)資金）的可用性也在增加。這與上述技術(shù)相結(jié)合，在全球范圍內(nèi)創(chuàng)造了許多新的商機，可以幫助大幅減少全球碳排放，同時創(chuàng)造就業(yè)機會并促進經(jīng)濟增長。
這種技術(shù)組合的一個重要特點是它不依賴于任何一家公司的技術(shù)。因此，想要實施這種技術(shù)組合有很多選擇，可以而且應(yīng)該選擇他們的最佳選擇。
主動與這些相關(guān)技術(shù)社區(qū)合作開發(fā)項目并獲得可用資金，可以進一步加快合作進展。這將導致減少碳排放的技術(shù)更快的發(fā)展和規(guī)模化。有多種資金來源可用于加速技術(shù)開發(fā)和擴大規(guī)模，例如風險投資、政府撥款和相關(guān)激勵措施、私人撥款、眾籌和貸款。為幫助公司獲得建設(shè)的資金，Puro-Earth等在線平臺有助于設(shè)施捕獲和碳達成的完成。此外，為了使這些重大項目的投資對投資者更具吸引力，
從這種技術(shù)組合中受益的最簡單和最有利可圖的方法之一是升級現(xiàn)有的生物質(zhì)燃料發(fā)電廠。這些工廠已經(jīng)擁有生物質(zhì)來源、材料處理設(shè)備和發(fā)電的承購商。現(xiàn)有的生物質(zhì)燃料發(fā)電廠可以用新的加工設(shè)備進行升級，這樣這些工廠就可以通過將它們與可再生能源電站和儲能相結(jié)合來生產(chǎn)生物炭和更多的電力。當它具有經(jīng)濟意義時，碳捕獲、氫氣生產(chǎn)和DAC可以包含在一個設(shè)施中。現(xiàn)有生物質(zhì)燃料發(fā)電廠運營商的最終結(jié)果是更大的利潤、大量的負碳排放，并有助于為我們所有人創(chuàng)造一個更可持續(xù)的世界。
