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碳(tan)基物料(liao)是人類社會不可(ke)或缺的(de)原材料(liao)，碳(tan)中和應在滿足(zu)人類不斷增長的(de)能量(liang)需求和物料(liao)需求的(de)前提(ti)下，把(ba)二(er)氧化碳(tan)的(de)排放降到(dao)最低，避(bi)免逢碳(tan)必(bi)反，急躁冒進(jin)。

目前，歐盟、英國(guo)(guo)、中國(guo)(guo)、美(mei)國(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)、新加坡等50多(duo)個國(guo)(guo)家相繼宣布(bu)在本世紀中葉實現(xian)碳中和，還有近100個國(guo)(guo)家正在研究自己的目標，碳中和已(yi)成為(wei)一(yi)場全球規模的運動，涉及人類的共同命(ming)運。

筆者在(zai)歐洲(zhou)(zhou)及歐洲(zhou)(zhou)企業工作(zuo)多(duo)年，最(zui)近在(zai)與歐洲(zhou)(zhou)機構與企業交流過程中(zhong)，發(fa)現歐洲(zhou)(zhou)許(xu)多(duo)企業和(he)機構提出的碳中(zhong)和(he)路徑存(cun)在(zai)兩大問題：一是(shi)碳和(he)二(er)氧化碳（CO2）不(bu)分，存(cun)在(zai)“逢(feng)碳必反”的傾向，沒有正確認識到(dao)碳元素在(zai)人類當今和(he)未(wei)來的作(zuo)用。二(er)是(shi)在(zai)處理CO2問題上，強調以(yi)長期地質封(feng)存(cun)為最(zui)終目的的碳捕獲與封(feng)存(cun)（CCS），而對碳轉換和(he)利用不(bu)夠重(zhong)視(shi)。

正視(shi)這兩大問題并對此進(jin)行思辯，對中國制定基于科學、切(qie)實可行的碳中和路徑具(ju)有重要意義。

碳還是二氧化碳？

在氣候問(wen)題成為政治正確的許(xu)多歐洲國家，碳(tan)(tan)(tan)幾乎(hu)成為了一只人(ren)人(ren)喊打的過街老鼠。在“低(di)碳(tan)(tan)(tan)、減碳(tan)(tan)(tan)、去碳(tan)(tan)(tan)、零碳(tan)(tan)(tan)”的輿(yu)論環境(jing)下，不僅(jin)是(shi)環保組織(zhi)強烈反對(dui)任何含碳(tan)(tan)(tan)化石(shi)能源的生產(chan)和消費(fei)，一些大型(xing)跨國石(shi)油公(gong)司也(ye)在自己的“零碳(tan)(tan)(tan)”戰(zhan)略中主動減少(shao)油氣產(chan)量，實現生產(chan)過程的零排(pai)放，承諾(nuo)要將銷售給終端(duan)客戶產(chan)品的碳(tan)(tan)(tan)足跡也(ye)降到零，并將碳(tan)(tan)(tan)捕獲與地質封存(cun)作為碳(tan)(tan)(tan)中和的主要技術手段。

歐(ou)洲許多研(yan)究機(ji)構提(ti)出，能(neng)源系(xi)統的低碳(tan)轉型路徑(jing)要(yao)以(yi)零碳(tan)電(dian)力(li)(li)代(dai)替(ti)化(hua)石能(neng)源，一(yi)些(xie)難以(yi)減排(pai)的領(ling)域（如重(zhong)卡、船舶(bo)、石化(hua)、水泥和(he)(he)(he)鋼鐵）則以(yi)零碳(tan)電(dian)力(li)(li)制取的綠氫來代(dai)替(ti)化(hua)石能(neng)源。國(guo)(guo)內有些(xie)機(ji)構也沿著這(zhe)樣的思路在(zai)開展國(guo)(guo)家、企業和(he)(he)(he)地方(fang)的碳(tan)中和(he)(he)(he)路徑(jing)研(yan)究。然而，這(zhe)些(xie)研(yan)究沒有正確認識碳(tan)的重(zhong)要(yao)性(xing)，也忽略了能(neng)源系(xi)統不僅提(ti)供能(neng)量還提(ti)供化(hua)工(gong)原(yuan)材料(liao)這(zhe)一(yi)事實。

碳(tan)是(shi)自(zi)然界(jie)最(zui)普遍的(de)(de)元素之一，是(shi)地球上能(neng)(neng)夠形成(cheng)生(sheng)命的(de)(de)最(zui)核(he)心要素，沒(mei)有(you)碳(tan)，就(jiu)沒(mei)有(you)生(sheng)命。碳(tan)與我們日常(chang)生(sheng)活(huo)息(xi)息(xi)相關。鉛筆(bi)的(de)(de)筆(bi)芯由碳(tan)組成(cheng)，鉆石也(ye)是(shi)。米飯蔬果都是(shi)以碳(tan)為基本元素的(de)(de)化(hua)合物組成(cheng)，衣服和日常(chang)用品也(ye)全是(shi)碳(tan)化(hua)合物產品。在(zai)人類的(de)(de)發展歷(li)史上，碳(tan)不僅(jin)是(shi)食物的(de)(de)來(lai)源、能(neng)(neng)量的(de)(de)來(lai)源，更是(shi)材料的(de)(de)來(lai)源。

原(yuan)英國(guo)石油（BP）公司首席執(zhi)行官約翰(han).布朗(lang)勛(xun)爵(jue)退(tui)休后(hou)寫(xie)了(le)好多書，其中一本(ben)書叫《七個改變了(le)世界的(de)元素》。七個元素分別是(shi)鐵、碳、金、銀(yin)、鈾、鈦和硅，碳就是(shi)其中之(zhi)一，位(wei)居鐵之(zhi)后(hou)的(de)第二(er)位(wei)。在(zai)布朗(lang)勛(xun)爵(jue)眼里(li)，碳如鋼(gang)鐵，是(shi)幫助人類(lei)建成了(le)今天現(xian)代社(she)會(hui)的(de)“七大元帥”之(zhi)一，功不可沒。

隨著科技(ji)的(de)(de)進展，碳(tan)(tan)(tan)材(cai)(cai)料(liao)將扮演越來越重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)角色。由二維(wei)碳(tan)(tan)(tan)材(cai)(cai)料(liao)組(zu)成(cheng)的(de)(de)石墨烯（Graphene）是一種革命性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，具有優異(yi)的(de)(de)光(guang)學(xue)(xue)、電(dian)學(xue)(xue)、力學(xue)(xue)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)，在包(bao)括(kuo)材(cai)(cai)料(liao)、能源、化工、生物醫學(xue)(xue)、航空航天等(deng)多個(ge)領域具有廣闊的(de)(de)應用前景。由碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子組(zu)成(cheng)的(de)(de)納(na)(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)材(cai)(cai)料(liao)（碳(tan)(tan)(tan)納(na)(na)(na)(na)米(mi)管，碳(tan)(tan)(tan)納(na)(na)(na)(na)米(mi)纖維(wei)，納(na)(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)球）在硬度、光(guang)學(xue)(xue)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐輻(fu)射特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐化學(xue)(xue)藥品特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)、導電(dian)性(xing)(xing)(xing)(xing)、表面(mian)與(yu)界面(mian)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)方面(mian)都(dou)比(bi)其它(ta)材(cai)(cai)料(liao)優異(yi)，對未(wei)來科技(ji)的(de)(de)發展將其中重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)支撐作用。

所以，問題(ti)不在(zai)于(yu)碳，而在(zai)于(yu)CO2。但從(cong)嚴(yan)格意義上來(lai)說，CO2本身也不是(shi)問題(ti)。沒有(you)CO2，都零碳了，植(zhi)物靠什(shen)么來(lai)進行光合作用呢(ni)？問題(ti)的(de)(de)核(he)心是(shi)自工業革命(ming)以來(lai)，化(hua)石能源(yuan)的(de)(de)大(da)量(liang)燃燒帶來(lai)的(de)(de)CO2過量(liang)排(pai)放。隨著大(da)氣(qi)中CO2濃度的(de)(de)增加，越來(lai)越多(duo)地(di)(di)吸收地(di)(di)面反射(she)的(de)(de)紅外線(xian)，使得(de)大(da)量(liang)進入(ru)大(da)氣(qi)層的(de)(de)太陽輻(fu)射(she)能保留在(zai)地(di)(di)面附(fu)近的(de)(de)大(da)氣(qi)中，從(cong)而使地(di)(di)球表(biao)面變(bian)得(de)更暖，類似于(yu)溫室(shi)截(jie)留太陽輻(fu)射(she)，這一過程被稱為溫室(shi)效應(ying)(ying)。溫室(shi)效應(ying)(ying)導致氣(qi)候變(bian)化(hua)，而氣(qi)候變(bian)化(hua)的(de)(de)后果十分嚴(yan)重，包括極(ji)端(duan)天氣(qi)、干旱、颶(ju)風、洪澇、森林大(da)火、冰川消融、永久凍土層融化(hua)、珊瑚礁死亡(wang)、海(hai)平(ping)面上升、農作物欠收、生態系(xi)統(tong)改變(bian)、致命(ming)熱浪、以及(ji)更廣泛(fan)的(de)(de)健康危害等，威脅人類在(zai)地(di)(di)球上的(de)(de)生存和發展。

因此，需要(yao)以控制(zhi)(zhi)地表(biao)溫(wen)度上升為目的，控制(zhi)(zhi)溫(wen)室氣(qi)體在大(da)氣(qi)中(zhong)的濃度，使(shi)得(de)全球氣(qi)候處(chu)于適合人類居住的范圍內。

但是，能夠產生溫室效(xiao)應的(de)氣(qi)體除了CO2，還有甲烷（CH4）、氧(yang)化亞氮（N2O）、以及氫氟(fu)碳化物（HFCs），含氯氟(fu)烴HCFCs、六氟(fu)化硫（SF6）等人造(zao)氣(qi)體。據美國環(huan)境署統計，2015年全球溫室氣(qi)體排放(fang)由CO2(76%)，CH4（16%），N2O（6%）和其他氣(qi)體（2%）構成(cheng)。

由于CO2在(zai)(zai)所(suo)有溫(wen)室氣體中(zhong)(zhong)占(zhan)有絕對優(you)勢(shi)，它(ta)就(jiu)成為(wei)了控排(pai)和減排(pai)的(de)(de)主要對象。“碳中(zhong)(zhong)和”就(jiu)是把某個實體（如一個企業、一個城(cheng)市、一個國家(jia)等）在(zai)(zai)某一時期的(de)(de)CO2排(pai)放(fang)量(liang)減到最(zui)低限度(du)，實在(zai)(zai)無法減少的(de)(de)則通過對沖(chong)手段來中(zhong)(zhong)和，使得人類活動(dong)往(wang)大氣中(zhong)(zhong)排(pai)放(fang)的(de)(de)CO2總(zong)量(liang)為(wei)零(ling)，而“氣候(hou)中(zhong)(zhong)和”則包括所(suo)有的(de)(de)溫(wen)室氣體，比“碳中(zhong)(zhong)和”更進一步(bu)。

能(neng)源(yuan)(yuan)系統(tong)一直有兩個重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)職能(neng)：一是(shi)為(wei)人(ren)類活(huo)動提供(gong)所(suo)需要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)服(fu)務，這些服(fu)務包括電(dian)力、熱力和交通移(yi)動力；二是(shi)通過(guo)能(neng)源(yuan)(yuan)化(hua)(hua)工，提供(gong)人(ren)類生(sheng)活(huo)與生(sheng)產活(huo)動所(suo)必(bi)需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)材料(liao)，如塑(su)料(liao)、化(hua)(hua)肥和各種化(hua)(hua)纖材料(liao)。國際(ji)能(neng)源(yuan)(yuan)署在2018年發布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)《石(shi)化(hua)(hua)行業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)未來》報告中指(zhi)出，為(wei)人(ren)類生(sheng)活(huo)提供(gong)各類必(bi)需品（塑(su)料(liao)、化(hua)(hua)肥、包裝、衣服(fu)、醫(yi)療器(qi)具、洗衣粉、汽(qi)車輪胎等碳基(ji)化(hua)(hua)合物(wu)）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)化(hua)(hua)行業已經是(shi)全(quan)球能(neng)源(yuan)(yuan)行業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)組成(cheng)部(bu)分，分別占(zhan)全(quan)球石(shi)油(you)消費的(de)(de)(de)(de)(de)(de)14%和天然氣(qi)消費的(de)(de)(de)(de)(de)(de)8%。然而，因為(wei)它(ta)提供(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)化(hua)(hua)工產業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)材料(liao)而不(bu)是(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)產品，一直被能(neng)源(yuan)(yuan)界所(suo)忽(hu)視。同理，在討論能(neng)源(yuan)(yuan)轉型時(shi)，人(ren)們往(wang)往(wang)只(zhi)關注能(neng)源(yuan)(yuan)服(fu)務部(bu)分，而忽(hu)略后者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在。

在中國，現代煤(mei)化工行業(ye)已經占到煤(mei)炭(tan)消(xiao)費總量(liang)的3.9%并還呈增(zeng)長(chang)趨(qu)勢。

在未(wei)來的(de)(de)人(ren)(ren)類發展進程中，我(wo)們不(bu)僅擺(bai)脫不(bu)了對(dui)(dui)(dui)碳(tan)的(de)(de)依賴，相反，隨著(zhu)人(ren)(ren)口(kou)的(de)(de)增加和生活水平(ping)的(de)(de)提(ti)高，人(ren)(ren)類對(dui)(dui)(dui)碳(tan)基材(cai)料(liao)與產品的(de)(de)需求會與日(ri)俱增，即使在未(wei)來實現碳(tan)中和的(de)(de)年代，人(ren)(ren)類對(dui)(dui)(dui)碳(tan)基材(cai)料(liao)的(de)(de)需求還會保持在高位(wei)。因此，正確處(chu)理能(neng)源系統(tong)的(de)(de)能(neng)源服務和碳(tan)基材(cai)料(liao)兩重性對(dui)(dui)(dui)于能(neng)源轉型的(de)(de)路徑設(she)計尤(you)為重要。

碳中和的挑戰正(zheng)在(zai)于，既要(yao)滿足人類不斷增長的能量需(xu)求、碳素需(xu)求和持(chi)續經濟增長需(xu)求，又要(yao)把CO2的排(pai)放降到最低(di)，實在(zai)無法(fa)減排(pai)的部(bu)分，再通過碳循環利用和封存來(lai)進行對沖(chong)。

碳封存還是碳利用？

按照物質不滅定(ding)律，地(di)球(qiu)上(shang)（包括(kuo)地(di)下(xia)和(he)(he)地(di)表大氣(qi)）的碳(tan)(tan)元(yuan)素總量是穩(wen)定(ding)的，自遠古到今天(tian)，既不會(hui)(hui)增加也不會(hui)(hui)減少，只是通過碳(tan)(tan)固(gu)定(ding)和(he)(he)碳(tan)(tan)釋放的方式，在地(di)球(qiu)的大氣(qi)圈(quan)、陸地(di)生態(tai)圈(quan)、海洋圈(quan)和(he)(he)巖石圈(quan)中進行循環。

碳(tan)固定是指植(zhi)物(wu)的光合(he)作(zuo)用吸收CO2、海水溶(rong)解大(da)氣中的CO2、干旱區鹽堿土吸收CO2、含(han)碳(tan)元素巖(yan)(yan)石的形成，以及利用人(ren)工(gong)技術將CO2轉化為化學品或燃料等(deng)。碳(tan)釋放主要(yao)來自(zi)于(yu)植(zhi)物(wu)和動物(wu)的呼吸作(zuo)用、化石燃料的消(xiao)耗(hao)、巖(yan)(yan)石圈中含(han)碳(tan)元素巖(yan)(yan)石的分解等(deng)。

中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)科學院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士、中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)石油勘探(tan)開發研究院(yuan)(yuan)副院(yuan)(yuan)長(chang)鄒才能(neng)在最近發表的(de)(de)(de)文(wen)章中(zhong)(zhong)(zhong)指出(chu)，CO2是地球碳循環(huan)的(de)(de)(de)重要介質，具(ju)有(you)實現生態系統有(you)機(ji)物轉換和造成地球表面(mian)溫室效應的(de)(de)(de)雙重屬性。對應這兩(liang)種屬性，他(ta)將大(da)氣(qi)圈中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)CO2分成兩(liang)類(lei)，可(ke)以被(bei)固(gu)定(ding)或可(ke)利用(yong)的(de)(de)(de)CO2為“灰碳”，而無(wu)法被(bei)固(gu)定(ding)或利用(yong)并留存在大(da)氣(qi)圈中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)CO2被(bei)稱為“黑(hei)(hei)碳”。碳中(zhong)(zhong)(zhong)和的(de)(de)(de)任(ren)務，是捕獲和循環(huan)利用(yong)“灰碳”，通過(guo)可(ke)再生能(neng)源替(ti)代化石能(neng)源和通過(guo)節能(neng)等方(fang)式從源頭(tou)上減少“黑(hei)(hei)碳”排(pai)放，并對CO2進行捕集與(yu)地質封存，將CO2與(yu)大(da)氣(qi)隔離。

值得關注(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)碳(tan)封(feng)(feng)存(cun)(cun)與(yu)碳(tan)利用(yong)之間的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇，因(yin)為這不(bu)僅是(shi)(shi)碳(tan)減排技術路徑(jing)之爭，更(geng)是(shi)(shi)體現了東西(xi)方(fang)文化(hua)的(de)(de)(de)(de)差異。西(xi)方(fang)主流認為，CO2是(shi)(shi)罪惡的(de)(de)(de)(de)源(yuan)泉，應(ying)該通(tong)過(guo)極端(duan)的(de)(de)(de)(de)手段，將其深(shen)埋地(di)下幾千年，永世(shi)不(bu)得翻(fan)身(shen)，不(bu)再跑(pao)入(ru)地(di)球大氣層。因(yin)此，歐(ou)洲(zhou)多家企業在碳(tan)封(feng)(feng)存(cun)(cun)方(fang)面投入(ru)大量資金。挪(nuo)(nuo)(nuo)威政(zheng)府(fu)宣稱，挪(nuo)(nuo)(nuo)威大陸架可以(yi)為整個歐(ou)洲(zhou)的(de)(de)(de)(de)CO2提(ti)供封(feng)(feng)存(cun)(cun)地(di)，并已(yi)經啟(qi)動了在奧斯陸水泥廠和垃圾焚(fen)燒廠捕獲并液化(hua)CO2，通(tong)過(guo)專用(yong)船只運輸600公里到挪(nuo)(nuo)(nuo)威西(xi)海(hai)岸，再通(tong)過(guo)海(hai)底管道注(zhu)(zhu)入(ru)到海(hai)床(chuang)以(yi)下2600米封(feng)(feng)存(cun)(cun)點(dian)的(de)(de)(de)(de)“長船”（Longship）項目。英國政(zheng)府(fu)則是(shi)(shi)在假設(she)北海(hai)海(hai)底擁有巨(ju)大封(feng)(feng)存(cun)(cun)能(neng)力(li)的(de)(de)(de)(de)基礎上于去年8月發布了CCS商(shang)業模式白皮書(shu)。而東方(fang)的(de)(de)(de)(de)智慧告訴我們，任何垃圾都是(shi)(shi)有價值的(de)(de)(de)(de)資源(yuan)，只是(shi)(shi)放錯了地(di)方(fang)而已(yi)，應(ying)該更(geng)加(jia)強調循環利用(yong)，而不(bu)是(shi)(shi)簡單的(de)(de)(de)(de)封(feng)(feng)存(cun)(cun)。

2010年，時(shi)任國家(jia)能(neng)源局(ju)局(ju)長張國寶(bao)會見來訪(fang)的(de)美國能(neng)源部長朱棣(di)文(wen)時(shi)，就(jiu)此話題(ti)進行了(le)有趣的(de)對話。朱棣(di)文(wen)極力(li)推崇碳捕獲(huo)與(yu)封存(CCS)，認為這是解(jie)決氣候問題(ti)的(de)主要(yao)技術手(shou)段之一。但(dan)張國寶(bao)認為，這種(zhong)做法事倍(bei)功半，效(xiao)果甚微。

張國寶指出，且不論能(neng)否(fou)(fou)確保這些封存于地下的(de)(de)CO2將來不會泄露到(dao)(dao)(dao)大氣中(zhong)來，單說(shuo)為了捕捉CO2所需消耗的(de)(de)能(neng)源，CCS是否(fou)(fou)值得就令人懷疑？即便能(neng)夠捕捉到(dao)(dao)(dao)一億噸(dun)的(de)(de)CO2，和全(quan)球每年(nian)排(pai)放(fang)到(dao)(dao)(dao)大氣中(zhong)的(de)(de)300多億噸(dun)總量相比，也是一個微乎其微的(de)(de)數(shu)據，對氣候(hou)變化的(de)(de)影響很小。花這些代價，莫(mo)如綠化荒漠，多種樹種草，通過植物的(de)(de)光合作用(yong)來捕集CO2，也許更經濟適用(yong)，事半功倍。

為(wei)了(le)讓(rang)事實說(shuo)話，張國寶(bao)還給客(ke)人介紹(shao)了(le)中(zhong)石(shi)油在(zai)國家發改委的支持下，在(zai)塔(ta)克拉瑪干(gan)大沙漠建設500公(gong)里公(gong)路(lu)綠(lv)化帶(dai)的案例。

當然(ran)，光靠植樹造林所吸收的(de)那些量是(shi)解決(jue)不了全(quan)球CO2排放問題的(de)。但十年來(lai)全(quan)球CCS的(de)發展(zhan)(zhan)證明張國寶當時的(de)疑(yi)慮是(shi)對(dui)的(de)。盡管(guan)西(xi)方(fang)各(ge)國對(dui)CCS都寄予厚(hou)望，但該技術的(de)進展(zhan)(zhan)并不盡人意(yi)。2005年，歐盟提(ti)出要在2015年前(qian)建成(cheng)12個(ge)CCS示范項目，至今仍一個(ge)都沒有落實。

國(guo)內方面，某能源集(ji)團煤制油分公司原(yuan)(yuan)定每(mei)年(nian)捕集(ji)與封(feng)存100萬噸CO2的(de)(de)項目(mu)(mu)，但在2011-2015年(nian)間(jian)封(feng)存了30萬噸后停止。另一發(fa)電集(ji)團原(yuan)(yuan)定要(yao)在天津(jin)建(jian)設的(de)(de)250MW IGCC（整體(ti)煤氣(qi)化聯合循環(huan)發(fa)電系統）加CCS項目(mu)(mu)也(ye)是無(wu)疾而終。國(guo)內已經(jing)建(jian)成(cheng)的(de)(de)CCUS（碳捕集(ji)與利用）示(shi)范項目(mu)(mu)，加起來每(mei)年(nian)處(chu)理的(de)(de)CO2不(bu)到100萬噸。目(mu)(mu)前的(de)(de)示(shi)范項目(mu)(mu)大多是以科研為(wei)目(mu)(mu)的(de)(de)，需要(yao)來自不(bu)同渠道科研經(jing)費的(de)(de)支持。這(zhe)些項目(mu)(mu)在示(shi)范后不(bu)久就因(yin)技術和商用價值缺乏等原(yuan)(yuan)因(yin)而停運(yun)，或處(chu)于間(jian)歇(xie)式運(yun)營狀態(tai)。

技(ji)(ji)(ji)術不成熟與(yu)成本居高不下造成此類項目無法實現市場(chang)化(hua)運營(ying)，而(er)沒有(you)市場(chang)化(hua)運營(ying)就難以擴大應用(yong)規模。無論(lun)是按照國(guo)(guo)際能源署在(zai)2020年9月發布的(de)《能源技(ji)(ji)(ji)術展(zhan)望》，還(huan)是中國(guo)(guo)科技(ji)(ji)(ji)部2019年5月發布的(de)《中國(guo)(guo)CCUS發展(zhan)路線圖（2019年版(ban)）》的(de)分(fen)析，按照目前的(de)技(ji)(ji)(ji)術路徑，未來(lai)40年內CCS還(huan)很(hen)難看到商業化(hua)前景。

根據現有(you)項目估算，CCS項目的(de)商業化運(yun)行(xing)成本需要(yao)每(mei)噸CO2約70美(mei)元左右（美(mei)國一(yi)機構最(zui)近評估需要(yao)95美(mei)元）的(de)碳價，而(er)無論歐盟(meng)、美(mei)國還(huan)是(shi)中國，這樣的(de)碳價還(huan)是(shi)過高。

CCS最大(da)(da)的(de)(de)(de)問題(ti)在于封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)，沒(mei)有(you)(you)封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)就(jiu)沒(mei)有(you)(you)CCS。人們都假設地(di)球(qiu)上(shang)有(you)(you)很大(da)(da)的(de)(de)(de)封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)能(neng)力(li)，但(dan)實際上(shang)封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)方面(mian)存(cun)(cun)(cun)在許多問題(ti)。封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)工作需要在地(di)質和地(di)球(qiu)物理方面(mian)進(jin)行(xing)大(da)(da)量研(yan)究，找到最適合封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)CO2的(de)(de)(de)地(di)質構造，研(yan)究它的(de)(de)(de)封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)能(neng)力(li)，確(que)定打井數量，探討降低封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)成本的(de)(de)(de)途徑。在美國，大(da)(da)規模地(di)下封(feng)(feng)(feng)(feng)存(cun)(cun)(cun)為(wei)獲得地(di)面(mian)土地(di)擁有(you)(you)者的(de)(de)(de)準許需要曠日持久的(de)(de)(de)溝通(tong)與協(xie)商過程。

挪(nuo)威是(shi)(shi)全球(qiu)CCS最(zui)(zui)成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)國家(jia)，其(qi)最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)Sleipner封(feng)存(cun)(cun)(cun)項目(mu)自1996年(nian)開始(shi)每年(nian)封(feng)存(cun)(cun)(cun)100萬(wan)噸(dun)CO2，每噸(dun)60美元(yuan)的(de)(de)(de)(de)碳稅，加上項目(mu)作(zuo)為(wei)天然(ran)氣田(tian)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要組成(cheng)部分(fen)，可通(tong)過天然(ran)氣銷售(shou)來(lai)補(bu)貼(tie)封(feng)存(cun)(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)開支是(shi)(shi)其(qi)成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)主要因素(su)。然(ran)而，前述挪(nuo)威政府涵(han)蓋CCS全價值(zhi)鏈的(de)(de)(de)(de)“長船(chuan)”項目(mu)總(zong)投資18.5億歐元(yuan)，10年(nian)的(de)(de)(de)(de)總(zong)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)為(wei)8.64億歐元(yuan)，按照每年(nian)封(feng)存(cun)(cun)(cun)80萬(wan)噸(dun)，10年(nian)封(feng)存(cun)(cun)(cun)800萬(wan)噸(dun)算，合計每噸(dun)CO2封(feng)存(cun)(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)總(zong)成(cheng)本(ben)為(wei)337.5歐元(yuan)，其(qi)中運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)為(wei)108歐元(yuan)每噸(dun)。即使未來(lai)該(gai)項目(mu)封(feng)存(cun)(cun)(cun)能力大幅提升(sheng)，每噸(dun)CO2的(de)(de)(de)(de)封(feng)存(cun)(cun)(cun)成(cheng)本(ben)也將(jiang)是(shi)(shi)高得無法(fa)接受。

許多(duo)人(ren)將(jiang)CO2驅(qu)油(you)(you)認(ren)為(wei)是(shi)(shi)封(feng)存(cun)(cun)(cun)(cun)的(de)一種，但驅(qu)油(you)(you)和封(feng)存(cun)(cun)(cun)(cun)存(cun)(cun)(cun)(cun)在巨大(da)差異。驅(qu)油(you)(you)是(shi)(shi)一個短期(qi)過程，往往是(shi)(shi)幾(ji)(ji)年，最長也(ye)不(bu)過40年，而封(feng)存(cun)(cun)(cun)(cun)的(de)時間維度是(shi)(shi)幾(ji)(ji)千年。驅(qu)油(you)(you)項(xiang)(xiang)目(mu)所用的(de)CO2大(da)約有三分(fen)之(zhi)二會回到(dao)地(di)表，但封(feng)存(cun)(cun)(cun)(cun)項(xiang)(xiang)目(mu)要(yao)(yao)(yao)求將(jiang)100%的(de)CO2永(yong)久地(di)封(feng)存(cun)(cun)(cun)(cun)在地(di)下。每年逸散1％的(de)CO2對(dui)驅(qu)油(you)(you)項(xiang)(xiang)目(mu)無關緊要(yao)(yao)(yao)，但對(dui)封(feng)存(cun)(cun)(cun)(cun)來說(shuo)是(shi)(shi)完全(quan)不(bu)合(he)格(ge)的(de)。封(feng)存(cun)(cun)(cun)(cun)有更高要(yao)(yao)(yao)求，需要(yao)(yao)(yao)更多(duo)監(jian)測(ce)。

大規(gui)模(mo)地質(zhi)封存在(zai)商業模(mo)式、法(fa)律責任、生態影(ying)響、公共接受度方面(mian)都(dou)存在(zai)巨大挑戰(zhan)，無(wu)論對(dui)于全球還是中國的(de)減(jian)排需求，都(dou)遠(yuan)水不解(jie)近渴。

國際專利(li)文獻檢索(suo)發現(xian)，自2016年開始，國際社會已(yi)經(jing)將CO2處置的(de)(de)重點(dian)從封存轉(zhuan)移(yi)到利(li)用上，即CCU，將捕獲到的(de)(de)CO2轉(zhuan)換成(cheng)(cheng)有(you)規模化市場(chang)需求的(de)(de)燃(ran)料、化工產(chan)品(pin)(pin)或建(jian)筑材料。一(yi)方(fang)(fang)面(mian)通過現(xian)有(you)的(de)(de)基礎(chu)設施(shi)有(you)效減少碳(tan)增量排放，另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面(mian)以多(duo)種高(gao)(gao)附加值的(de)(de)碳(tan)利(li)用形式替代高(gao)(gao)成(cheng)(cheng)本的(de)(de)碳(tan)封存，實現(xian)高(gao)(gao)排放產(chan)業的(de)(de)循環(huan)經(jing)濟，并(bing)為未來以產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)方(fang)(fang)式進(jin)行封存打下基礎(chu)。在(zai)這方(fang)(fang)面(mian)，國內外有(you)很(hen)多(duo)機構都在(zai)研究示(shi)范，并(bing)已(yi)經(jing)有(you)了一(yi)些突(tu)破性(xing)的(de)(de)進(jin)展。

2020年6月(yue)，美國能源部決定投入1700萬美元的(de)聯邦資金，用(yong)(yong)于(yu)碳(tan)利用(yong)(yong)研發(fa)計劃的(de)11個項(xiang)目(mu)。這些項(xiang)目(mu)重點(dian)研發(fa)和(he)測試將(jiang)電力系統或其他工(gong)業排(pai)放的(de)CO2作為主(zhu)要原料(liao)的(de)創新(xin)技術(shu)，旨在減少排(pai)放，并將(jiang)CO2轉化為增(zeng)值產品。項(xiang)目(mu)覆蓋四個重點(dian)領(ling)域：有機增(zeng)值產品的(de)合成，無(wu)機固體(ti)碳(tan)制(zhi)品生(sheng)產，藻類捕(bu)集(ji)CO2，無(wu)機材料(liao)的(de)生(sheng)產-最(zui)大限度利用(yong)(yong)混(hun)凝土和(he)水泥。

今年3月22日，日本東芝宣布開發出全球最高效的(de)CO2電(dian)催化技(ji)術(shu)(shu)，比(bi)之前技(ji)術(shu)(shu)處(chu)理的(de)速度提高了60倍(bei)。該技(ji)術(shu)(shu)利用底(di)面(mian)積(ji)為信封大小的(de)機(ji)器（底(di)面(mian)積(ji)約300平方厘米，高23厘米），每年最多可將1噸CO2轉化成(cheng)一氧化碳，然后再加氫合成(cheng)為燃料(liao)或化工原料(liao)。東芝計(ji)劃(hua)2025年推出試(shi)制(zhi)品(pin)。

在(zai)(zai)國內，多個研究團(tuan)隊在(zai)(zai)CO2轉換利用方面做(zuo)出了(le)令人矚目(mu)(mu)的成(cheng)績。中海(hai)油于2020年(nian)(nian)9月實現了(le)年(nian)(nian)產500噸的CO2加氫制甲醇(chun)試點(dian)項(xiang)目(mu)(mu)。中科(ke)院大連化物(wu)所李(li)燦(can)院士的團(tuan)隊也(ye)在(zai)(zai)蘭(lan)州建成(cheng)了(le)千噸級(ji)“液態(tai)太陽燃(ran)料合成(cheng)示范項(xiang)目(mu)(mu)”，并于2020年(nian)(nian)10月通過了(le)評審。

最讓(rang)人(ren)振奮的(de)是北京光合新能(neng)科技(ji)(ji)有限公司的(de)等(deng)離激(ji)元(yuan)技(ji)(ji)術(shu)。該技(ji)(ji)術(shu)利用電廠余熱或太(tai)陽能(neng)光熱，在常溫常壓(ya)下低成(cheng)本地(di)將CO2合成(cheng)為(wei)清潔燃料(liao)，目(mu)前已經完成(cheng)了(le)實驗室小試而進(jin)入了(le)中(zhong)等(deng)規模工業示范的(de)階段(duan)。在CO2的(de)轉換率(lv)、廢熱到合成(cheng)產品的(de)能(neng)量轉換效率(lv)、成(cheng)本競(jing)爭力等(deng)方面都取得(de)了(le)很好(hao)的(de)效果，有望很快就可(ke)以商業化(hua)推廣。

此(ci)外(wai)，中國(guo)工程院院士、四川大學校長謝和(he)平團(tuan)隊于2014年就已經在實(shi)驗室成功完成了CO2礦化發(fa)電(dian)并生產(chan)(chan)碳酸鹽的實(shi)驗，據他們測算，每噸CO2能(neng)夠產(chan)(chan)出140度電(dian)，同時產(chan)(chan)出1.91噸碳酸氫(qing)鈉。

這些把(ba)CO2從減(jian)排負(fu)擔變成高價值資源的技(ji)術(shu)，可以(yi)滿足提供能(neng)量與化(hua)工原(yuan)材料的雙重(zhong)功能(neng)，如能(neng)成熟且大(da)規模(mo)利用(yong)，或(huo)將開創一個全新的碳(tan)中(zhong)和技(ji)術(shu)范(fan)式。

人病了(le)(le)，可以選擇中(zhong)(zhong)(zhong)醫(yi)調(diao)理(li)或者西醫(yi)手術。地(di)球病了(le)(le)，在基于西醫(yi)的(de)(de)對抗式封(feng)存(cun)大行其道且面臨困境時，何不努(nu)力開發基于中(zhong)(zhong)(zhong)醫(yi)疏通調(diao)理(li)思路，通過(guo)轉(zhuan)換利用的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)國方(fang)案呢？

或許您(nin)會說，燃料燃燒以后CO2還會回到空(kong)(kong)中(zhong)(zhong)，碳轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)和利用(yong)(yong)解決(jue)不了碳總量降(jiang)(jiang)低的(de)(de)問題。是的(de)(de)，但(dan)如(ru)果(guo)有了高效(xiao)率低成本大的(de)(de)CO2轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)成產(chan)品的(de)(de)技術(shu)，我們可以先對(dui)高濃度的(de)(de)CO2進(jin)行轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)利用(yong)(yong)，不再燃燒化石能(neng)源(yuan)(yuan)，實(shi)現(xian)增量減排。第(di)二(er)步再從(cong)空(kong)(kong)氣中(zhong)(zhong)捕集并轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)利用(yong)(yong)，實(shi)現(xian)CO2的(de)(de)循環利用(yong)(yong)，在滿(man)足能(neng)源(yuan)(yuan)需求的(de)(de)過程中(zhong)(zhong)不再往(wang)大氣排放CO2，這樣(yang)就可與可再生能(neng)源(yuan)(yuan)取得同樣(yang)的(de)(de)效(xiao)果(guo)。第(di)三步才從(cong)空(kong)(kong)氣中(zhong)(zhong)捕獲并轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)成可以封存(cun)的(de)(de)產(chan)品，實(shi)現(xian)地球降(jiang)(jiang)溫減排。封存(cun)CO2轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)的(de)(de)產(chan)品要比CO2地質封存(cun)要簡單的(de)(de)多。

這里(li)的(de)核(he)心思想是以(yi)漸進而非冒進的(de)方法來(lai)解(jie)決(jue)(jue)(jue)問(wen)題，不(bu)追求在今天(tian)就做出完(wan)美解(jie)決(jue)(jue)(jue)方案，而是讓今天(tian)的(de)不(bu)完(wan)美為未來(lai)技術(shu)進步(bu)留下空間。這樣可以(yi)動態制定各行各業的(de)碳中(zhong)和(he)技術(shu)路(lu)徑(jing)，讓未來(lai)的(de)技術(shu)在今天(tian)的(de)碳中(zhong)和(he)解(jie)決(jue)(jue)(jue)方案中(zhong)扮演(yan)自(zi)己的(de)角色，并建立相應的(de)體(ti)制機制和(he)商業模式(shi)。

科學理性的碳中和之路

在低碳轉型實(shi)踐上，歐美國家(jia)有著非常豐富的經驗，值(zhi)得我們學習與借(jie)鑒。但在本文探討的兩大核心問題上，我們要保持清醒的頭腦，走科學理性(xing)、符合自(zi)己(ji)國情且富有中(zhong)國特色的碳中(zhong)和之路。

首先，應該將碳中和問(wen)題聚焦于CO2的(de)(de)(de)過(guo)量排放(fang)上。正確理解(jie)碳元素對于人類(lei)社(she)會生(sheng)存與(yu)發(fa)展的(de)(de)(de)重要性，以及碳和CO2的(de)(de)(de)關系，圍繞CO2的(de)(de)(de)過(guo)量排放(fang)來尋找氣候變化問(wen)題的(de)(de)(de)解(jie)決方案。

其次，應該以科(ke)學的態度與方(fang)法研究CO2過量排放問(wen)題(ti)的系統(tong)性解(jie)決方(fang)案，方(fang)案需(xu)要(yao)包括循(xun)環和資源化利用的“順治”，而不是(shi)簡單粗暴、事倍功半地封存的“逆治”。任何垃圾都是(shi)放錯(cuo)了位置的有用資產，CO2也是(shi)如(ru)此。解(jie)決CO2問(wen)題(ti)在于(yu)中醫(yi)(yi)(yi)全面系統(tong)性調(diao)理，而不是(shi)西醫(yi)(yi)(yi)的頭痛醫(yi)(yi)(yi)頭，腳痛治腳。

第三，碳中(zhong)和不應(ying)以(yi)犧牲經(jing)濟的(de)合理發展和老百姓的(de)生活福祉為代價。按照中(zhong)央財經(jing)委員會的(de)要求，“以(yi)系(xi)統(tong)觀念(nian)推進碳中(zhong)和的(de)工作，處理好(hao)減污(wu)降(jiang)碳和能源(yuan)安全(quan)、產業鏈供應(ying)鏈安全(quan)、糧(liang)食安全(quan)、群眾正常生活的(de)關系(xi)”，避(bi)免(mian)碳系(xi)統(tong)與(yu)能源(yuan)系(xi)統(tong)之(zhi)間，能源(yuan)系(xi)統(tong)與(yu)經(jing)濟系(xi)統(tong)之(zhi)間的(de)顧此失彼。

鑒于能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)具有提供(gong)能(neng)(neng)源(yuan)產(chan)(chan)品(pin)與化工(gong)原(yuan)材料(liao)的雙重功能(neng)(neng)，能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)需要(yao)考慮的不(bu)只是能(neng)(neng)量，還有物料(liao)。未來的能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)肯定是以電力為核心，但全(quan)面(mian)電氣化的能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)無法(fa)提供(gong)人類社會需要(yao)的碳(tan)(tan)基原(yuan)材料(liao)。在(zai)能(neng)(neng)量去碳(tan)(tan)化的進程(cheng)中(zhong)，需要(yao)考慮如(ru)何(he)滿足碳(tan)(tan)基物料(liao)的需求和相(xiang)關產(chan)(chan)業鏈、供(gong)應鏈的安全(quan)。

第四(si)，采(cai)取漸(jian)進而不(bu)(bu)是(shi)冒進的方法來(lai)解決(jue)問題。在碳(tan)中和問題上，我(wo)們可以借鑒歐洲很多好的做法，但不(bu)(bu)能仿(fang)效部分歐洲機構否定(ding)所(suo)有化石能源，避免逢碳(tan)必(bi)反(fan)，急(ji)躁冒進。