環球零碳
碳中和領域的《新青年》
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首圖來源:iStock
撰文 | 維小尼
編輯 | 小雨
→這是《環球零碳》的1723篇原創
在全球化石能源轉型的艱難跋涉中,碳捕集、利用與封存技術被廣泛視為一座關鍵的橋梁。
隨著全球電力需求大幅增長,到2050年,化石燃料仍將在全球發電中占據相當大比例。因此,要實現全球氣候目標,火力發電脫碳相關的CCUS技術至關重要
然而,CCUS這座“橋梁”的造價,一直以來都是限制其大規模應用的“絆腳石”。尤其是在電力領域,CCUS 的應用比其他行業更具挑戰性。
首先,發電廠的利用率低于其他行業,導致每噸二氧化碳的 CCUS 成本更高;此外,發電廠通常分布在不同地區,導致捕獲的二氧化碳的運輸成本更高。
高昂成本導致全球電力行業每年產生的135億噸二氧化碳排放中,僅有微不足道的部分被捕獲。
而全球范圍內宣布的電力領域CCUS項目,超過一半已在過去十年中被取消或無限期推遲。
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來源:Wood Mackenzie
更重要的是,CCUS技術在電力領域的項目成本,在世界不同地區十分懸殊。
根據全球領先的能源咨詢機構伍德麥肯茲近期發布的分析,中國在燃煤電廠CCUS項目上的預估成本,比歐洲同類項目低出70%至90%。
歐洲的電力生產商正面臨著一個嚴峻的經濟現實:CCUS項目成本高昂,每噸二氧化碳的處理費用動輒突破300美元大關,這使得絕大多數項目在缺乏巨額政府補貼的情況下根本不具備經濟可行性。
而伍德麥肯茲的最新報告《CCUS全球發電分析報告》則指出,中國的國有能源企業建造和運營同等規模CCUS設施的成本僅在每噸30至40美元之間。
該報告詳細分析了這種成本差異的主要原因。
其中,建設周期是影響項目成本的關鍵因素之一。中國完成一個CCUS項目僅需大約18個月,這一速度比美歐同類企業快一倍有余。時間就是金錢,這在大型基礎設施項目中體現得淋漓盡致。
而在資本支出方面,中國每噸捕集能力的投資成本比西方低55%到70%。這種成本優勢部分源于本土化的供應鏈、相對較低的勞動力與設備成本,以及可能更為集中和高效的審批流程。
這與中國在太陽能光伏制造領域曾走過的路頗有幾分神似——通過規模化、本土化和快速迭代,將一項原本昂貴的技術迅速推向商業化應用。
這種成本優勢意味著,在歐盟“碳邊境調節機制”從2026年開始逐步生效的背景下,那些擁有低成本脫碳技術的地區,其產品在國際貿易中可能獲得顯著的競爭優勢。
而在歐洲,情況則復雜得多。高昂的能源價格、因地緣限制而通常選擇的海底封存方案,以及盤根錯節的監管體系,共同推高了項目的總成本。
英國石油公司(BP)和Equinor合作打造的NZT Power項目作為歐洲的一個特例,通過創新的“可調度電力協議(DPA)”政策獲得了政府相當于每噸319英鎊的補貼,實現了20.8%的稅后內部收益率。
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圖說:NZT Power項目概覽
來源:NZT Power
然而,這種規模的補貼模式能否在歐洲大陸廣泛復制,是一個巨大的政治和經濟問號。
此外,歐洲能源結構的轉型本身對CCUS構成了一個悖論:隨著可再生能源占比提升,火電廠越來越多地從提供穩定的基荷電力,轉向為電網提供靈活的調峰服務。
這意味著電廠運行的時間,即容量因子,在不斷下降。而CCUS裝置是一項資本密集型投資,它需要電廠保持高負荷、穩定運行才能攤薄每噸二氧化碳的捕集成本。
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圖說:容量因子越低,碳捕獲成本越高
來源:Wood Mackenzie
當火電廠本身淪為間歇性運行的“配角”時,背上CCUS這個昂貴的“包袱”,其經濟性便會迅速惡化。
尤其對歐洲龐大的燃氣電廠而言,挑戰更為嚴峻。天然氣聯合循環渦輪機產生的煙氣中,二氧化碳濃度僅為3%至4%,遠低于燃煤電廠9%至12%的濃度。
濃度越低,意味著從煙氣中“篩選”出二氧化碳分子需要耗費更多的能源和更復雜的工藝,成本自然水漲船高。
據估算,加裝CCUS會使燃氣發電的成本每兆瓦時增加35至200美元,而歐洲企業的燃氣發電成本,本身就處于較高水平。
這對于本就對電價敏感的用戶和工業界而言,無疑是一個難以承受的綠色溢價。
隨著人工智能的蓬勃發展,許多化石能源巨頭都將天然氣視為穩定間歇性可再生能源的“橋梁”燃料,將其與CCUS技術結合,用于數據中心電力脫碳。
意大利石油巨頭埃尼公司將在意大利開發總容量可能達到 1GW 的新數據中心。
該公司表示,支持數據中心的電力將由天然氣發電廠提供,發電廠產生的碳排放將在拉文納CCS中心進行二氧化碳捕獲和封存。
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圖說:埃尼公司位于意大利帕維亞的數據中心
來源:Eni
然而,要通過天然氣發電+CCUS技術為數據中心脫碳,就必須證明碳捕集與封存(CCS)技術的綠色溢價合理。
目前美國聯合循環燃氣輪機的CCS綠色溢價高達每兆瓦時60-95美元。谷歌承認,其到2030年實現范圍二零排放的目標已經“變得更加復雜和具有挑戰性”。
在化石燃料CCUS(碳捕獲與封存)脫碳動力不足的背景下,生物能源與碳捕獲與封存(BECCS)逐漸展現出良好的吸引力。
BECCS的魅力在于它不僅能減少排放,更能產生“負排放”——通過捕集燃燒植物在生長過程中吸收的二氧化碳,從而實現從大氣中凈移除二氧化碳。
這一特性使其產出的碳清除信用額在自愿碳市場中備受青睞,微軟就以每噸150至200美元的價格達成了史上最大的碳清除交易。
伍德麥肯茲的分析顯示,一些BECCS項目可以實現16%至23%的內部收益率,這與許多仍處于虧損邊緣的化石燃料CCUS項目形成了鮮明對比。
伍德麥肯茲預測,到2050年,火力發電碳捕獲成本有望在實際意義上下降50%至60%,下一代溶劑、金屬有機框架吸附劑乃至電化學捕集技術都可能帶來變革。
然而,技術的演進需要時間與大量實踐項目的積累,很難對當前的項目經濟效益產生積極影響。
分析預計,到2050年,全球燃煤和燃氣電廠的碳捕集能力也僅能達到每年3.5億噸,這只占屆時全球火力發電預計排放量的3%至4%。
伍德麥肯茲亞太區CCUS負責人Hetal Gandhi表示:“歐洲公用事業公司面臨著一個戰略選擇:是追求成本高昂且回報不確定的CCUS項目,還是將投資重點放在可能更具經濟可行性的替代脫碳途徑上。”
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參考材料:
[1]https://www.woodmac.com/news/opinion/is-ccus-viable-in-power-generation/
[2]https://www.woodmac.com/press-releases/china-claims-70-90-cost-advantage-in-power-plant-carbon-capture-as-european-projects-face-costs-approaching-us$300-per-tonne/
[3]https://go.woodmac.com/l/131501/2025-10-02/34vrhs/131501/1759427764WAEitZiz/CCUS_in_Power___final.pdf
[4]https://www.reuters.com/business/energy/enis-net-profit-drops-q4-assets-disposals-help-cut-leverage-2025-02-27/
[5]https://www.netzeroteesside.co.uk/project/
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