全球高溫、糧食危機下，讓二氧化碳變糧食？這件事中國人正在做

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

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

這種聽起來遙不可及的事兒，中國人搶先一步做到了。

2021年，中科院實現(xiàn)二氧化碳合成淀粉——這是人類第一次實現(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，遠景科技集團CEO張雷的說法，這項技術(shù)在未來成熟后，“連內(nèi)蒙古的戈壁灘也能成為中國新的產(chǎn)糧中心。”

按照網(wǎng)民的說法，“喝西北風填飽肚子”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。

當然，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。

時髦環(huán)保心系未來的地球人都在討論CCUS。比如IPCC（政府間氣候變化專門委員會）在一場會議中曾特別指出：

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

更何況，人類目前也根本無法放棄使用化石能源。

比如今年夏天，俄烏沖突、北溪1號管道檢修導(dǎo)致的天然氣短缺，讓歐洲電網(wǎng)崩潰：倫敦電價一度飆升5000%；以核為貴的法國也抗不住，電價創(chuàng)下歷史新高。

一般來說，缺電時“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、光資源不受控制，反而缺乏調(diào)峰的能力。

奧地利、德國先后重啟煤電，許多歐洲國家也開始在非洲、澳洲、東南亞搶購煤炭。

對于堅定邁向“3060”雙碳目標的中國來說：CCUS也既是減排的關(guān)鍵技術(shù)，又能促進化石能源的高效利用。發(fā)展好CCUS,同樣事關(guān)國運。

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

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

接下來你將看到：

1. CCUS的萬億賽道，都有哪些公司在跑？

2. 中國CCUS重點項目有哪些？哪些點讓它慘遭業(yè)內(nèi)人士“嫌棄”？

1. 大廠和巨頭，都在投

2021年《財富》雜志評選“改變世界的53家公司”中，名列第二的是中國能源公司遠景科技，在其碳中和行動報告中，將風電、儲能稱為“新煤炭”，鋰電池、氫能稱為“新石油”。

風光鋰氫儲，正是中國政府重金領(lǐng)投、企業(yè)窮追猛打的幾條萬億賽道——這種對于新能源賽道的超高熱情，很大一部分來自于我們在傳統(tǒng)化石能源上“實在窮怕了”。

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

中國“貧油”貧在難以勘測和開采。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。

這時二氧化碳就派上了用場——CO2-EOR（二氧化碳強化采油）是現(xiàn)在最常見的提高石油采收率的方式之一。根據(jù)中國勝利油田、大慶油田、吉林油田等地的試驗，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-強化采油項目，至今累計增采石油2100萬噸，封存二氧化碳3000萬噸。

“石油+美元”建立霸權(quán)的美國對這項技術(shù)尤其熱衷，全球150個類似項目中獨占136個，占到全球二氧化碳驅(qū)油總量的90%以上——美國能在2019年從石油凈進口國變成凈出口國，與二氧化碳密不可分。

煤電廠碳捕集項目 圖源：NRG官網(wǎng)

當一個國家拉動一條新能源賽道時，往往要經(jīng)歷三個階段：

一是市場創(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)造出市場后的最先受益人，以他們的投資熱情為基礎(chǔ)進一步做大蛋糕——比如中國在發(fā)展鋰電時，最早扶持的對象就是鋰電池公司。

CCUS也是一樣，在產(chǎn)業(yè)鏈的多個環(huán)節(jié)——碳的捕集、運輸、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——中國第一個CCUS項目開始，在十多年里一直是項目建設(shè)的主力軍；同時布局產(chǎn)業(yè)鏈上游的捕碳技術(shù)，與相關(guān)公司進行投資、合作。

立方知造局梳理了CCUS項目鏈條——

制圖：立方知造局

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

這一方面是因為中國雙碳步伐日漸加速，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“有礦才有競爭力”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“碳中和行動報告”中，能夠看出他們實現(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，讓自身運營和供應(yīng)鏈實現(xiàn)脫碳；

比如在運營層面，阿里將自有的短途燃油車替換成新能源車，以及在菜鳥物流園鋪設(shè)光伏電站等手段，爭取在2030年前實現(xiàn)自身運營的碳中和；

方式二：通過為用戶提供低碳產(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，為城市提供碳排放監(jiān)測、提高能源使用效率，以及重點行業(yè)的減碳解決方案等服務(wù)。

其他各家大廠或有類似動作，或通過其他手段實現(xiàn)，但總得來說脫不開這兩種方式的藩籬。

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：大廠通過對碳捕集、碳應(yīng)用的投資或研發(fā)，一方面可以實現(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、CCUS。

騰訊由于自身供應(yīng)鏈復(fù)雜，預(yù)計到2030年仍會有無法減少的碳排放將會以“中和”的方式抵消。為此騰訊首期投入500億成立可持續(xù)社會價值事業(yè)部，并設(shè)立碳中和實驗室，支持新興的減碳技術(shù)。

該部門副總裁許浩認為：CCUS將成為應(yīng)對氣候變化最重要的技術(shù)之一，但目前因為技術(shù)限制，產(chǎn)業(yè)化仍存在困難，但未來通過技術(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、負碳技術(shù)開發(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)型活動中——預(yù)計到2030年，全球15%的脫碳會由5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云等數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)。

因此華為首先布局的是：以極簡的站點、機房和數(shù)據(jù)中心，搭配綠電實現(xiàn)“零碳網(wǎng)絡(luò)”。之后才會開展數(shù)字能源業(yè)務(wù)，為用戶提供方案。

阿里：搭建平臺，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)營范圍囊括CCUS的各個環(huán)節(jié)——碳減排、碳轉(zhuǎn)化、碳捕捉、碳封存技術(shù)研發(fā)。

立方知造局認為，阿里選擇直接進入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)提供計量、認證、交易的平臺，如果加入CCUS，阿里就可以將服務(wù)維度拓寬至技術(shù)支持，進一步擴大平臺生態(tài)。

以油氣公司為投資主體的CCUS項目，初步創(chuàng)造了中國CCUS市場，但單個項目的碳捕集能力多為每年10萬噸以下，如果加上計劃建設(shè)的項目，累計捕集量也只有約400萬噸。

《中國CCUS年度報告2021》中提到：中國在2060年實現(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40年里，中國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圈的方式從旁輔助。

不過回報也同樣豐厚——根據(jù)《全球碳捕集與封存現(xiàn)狀2021》測算，到2050年：全球僅碳捕集裝機的投資就能超過上萬億美元；而中國CCUS產(chǎn)值將達到3300億元人民幣。

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

2. 成本虎口，效益黑洞

中國CCUS的發(fā)展有以下三個特點：

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

二是“時間緊”，中國的碳中和時限定在2060年，但留給CCUS的時間并沒有那么長——2030年碳達峰后，碳排就要呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，在這個線性加速的過程里，CCUS的發(fā)展窗口期只在未來的8~10年；

三是“規(guī)模大”，時間緊任務(wù)重的形勢下，能夠快速拔高二氧化碳捕集量的，只有“百萬噸級”起步的示范項目。這也將成為CCUS的主要發(fā)展方式和重點投資方向。

今年1月29日，中國首個百萬噸CCUS示范項目“齊魯石化-勝利油田”正式投運，標志著國內(nèi)CCUS產(chǎn)業(yè)開始進入技術(shù)示范中后段——成熟的商業(yè)化運營。在此之后，中國又有5個百萬噸工程立項。

齊魯石化-勝利油田CCUS項目 圖源：中石化官網(wǎng)

每年封存1百萬噸二氧化碳，就相當于植樹900萬棵、近60萬輛經(jīng)濟型轎車停開一年，減排效益十分顯著——但要想達到這一目標，還需要兩個條件：

首先是“碳”：獨立的百萬噸項目，必須有量大穩(wěn)定的碳來源，這就對上游安裝碳捕集裝置的設(shè)施提出要求；

其次是錢：一個項目動輒成千萬上億的成本投資，此外還有捕集、運輸、應(yīng)用封存各環(huán)節(jié)的日常運營費用，而根據(jù)齊魯石化預(yù)測，三個環(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，CCUS才會成為“平價技術(shù)”。

雙重制約下，這注定是一個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)施加起來有著巨大的碳排總量，但：

一則單個體量小，無法獨立支撐大型CCUS項目；

二則由于太過分散，無法整合為一個大型項目；

三則就算聯(lián)合起來，也無法確保找到應(yīng)用封存地。

對于他們來說，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)定碳源的百萬噸級CCUS項目，仍然會面臨諸多不確定因素。

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

根據(jù)公開數(shù)據(jù)，該項目未來十五年可增產(chǎn)石油296.5萬噸，按照當前的油價來看的確是一個價值百億的好生意。但由于日常運營中，捕集、運輸、封存環(huán)節(jié)的高成本，如果油價一跌，整個項目就可能中道崩殂。

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

中國對此也給出應(yīng)對措施：在“齊魯石化-勝利油田”項目的碳捕集端，并沒有以國際主流的煤電廠作為碳來源，而是選擇為工業(yè)制氫提供脫碳處理。經(jīng)過脫碳+提純的工業(yè)氫氣純度可達到99.99%，年產(chǎn)量1000萬m³，直接供給“魯氫經(jīng)濟帶”使用。

在油、氫兩頭下注，也為該項目的未來運營多加了一重保險。

另一個無法避免的危機是——石油儲量。

在驅(qū)不出油、或者油田開采完畢后，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，只能直接進行地質(zhì)封存。

對于加裝碳捕集的設(shè)施來說，地質(zhì)封存并不能直接帶來收益。而如“碳轉(zhuǎn)粉”之類的先進技術(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不去的難關(guān)。

綜上看來，CCUS目前的現(xiàn)狀是：

需要重金砸開的賽道，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)模化應(yīng)用受限，狹小市場也無法催促上游降本。

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”危機還不止于此。

CCUS示范項目的建設(shè)算是如火如荼：截止2021年，全球又新增100多個CCUS設(shè)施；在中國，由國際能源巨頭殼牌、?？松梨谂c中海油、廣東省發(fā)改委合作的千萬噸級CCUS項目預(yù)備投建。

同時，美國靠稅收補貼、歐盟靠碳價倒逼，試圖拉動CCUS的扶持政策也層出不窮。

但對于CCUS的質(zhì)疑并未因這些動作而被消解——

新的問題出現(xiàn)了：斥巨資進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，會發(fā)現(xiàn)：關(guān)鍵的碳捕集端，很可能是一條沒有源頭的河流——

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

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

另一方面，無法避免的碳排放，也可以通過植樹造林等方式實現(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遠些——想想星際移民和“飲風修仙”，我們更愿意看到驢屎蛋也有明天。

編輯 | 唐曉園