人类自工业化以来使用了大量化石燃料，由此向大气排放了、并继续排放着大量二氧化碳（CO₂）气体。二氧化碳是一种最主要的温室气体，引起了全球气候变暖，从而引起海平面升高、气候灾害的增加和增强、水资源分布的进一步不均、物种变化和灭绝、病菌肆虐等。气候变化对人类和其它生物的生存造成极大的不可逆转的威胁。世界各国一直就如何采取行动减少温室气体排放紧锣密鼓的进行谈判。公认最安全有效的措施是通过提高用能效率减少化石能源的消耗，以及更多使用对环境影响小的可再生能源。但是面对化石能源仍在大量使用的现实，碳捕集与封存（CCS）也可以成为一种减少二氧化碳排放的有效措施。CCS就是对含碳燃料使用过程中产生的CO₂进行捕获，并将其永久的封存于地下。

        进行二氧化碳的地质封存，当然需要选择适合的封存场地，才能保证封存的经济性、有效性和安全性。多数研究关注对场地的技术特性评价(Technical site characterization)，包括封存容量、注入性、密封能力、泄漏通道、场地易得性、源汇匹配距离等。但是，项目当地的公众对碳捕集与封存（CCS）项目的接受程度其实也相当重要。在西方，公众的反对有可能阻止一个技术上完全可行的项目得以进行。发达国家在进行基础设施建设中经常面临很强的公众阻力，这种现象被称为“别来我后院”（Not in my backyard -NIMBY）现象。美国自1976年以来从未再建炼油厂，1973年以来也再未建核电站，恐怕和NIMBY现象不无关系。这种阻力也开始在CCS项目上显现。

        在中国，随着国家改革开放30年来经济的发展和人民生活水平的提高， 公众维权意识逐步提高，虽然因为土地公有和政府的强势，一般的工程建设尚未发生广泛的抵制情况，但近年来公民维权的事件不断增加，特别是在房屋拆迁、建设有高潜在危害的设施时，也出现了公众的抵制，使得项目不同程度地改变了原来的计划。例如厦门PX化工项目，因学者联名的政协提案、市民的广泛讨论和游行而迁址；沪杭磁悬浮交通工程因沿线居民的不断上访反对、部分人大代表和政协委员提出质疑、一些专家表示不同意见而暂停；武汉二环路改造重要市政工程“武汉大学段高架桥项目”因紧邻环境敏感的武汉大学区，遭校方反对而停工。[1]   因此，在发展CCS的过程中，中国也需要及早研究如何加强公众接受度的问题。本文对相关的国内外研究文献加以总结分析和介绍。

二、国外开展的公众对CCS接受度研究

以下是Parfomak对一些民调研究的综合[2]：

        澳大利亚 （2007）：虽然被调查者大多认为减少温室气体排放对国家来说很重要，但被问及CCS时，则态度不明朗。大约 40% 的被调查者认为CCS可以快速减少二氧化碳排放，但不是最终解决办法。[3]

        法国（2007）：一项民调发现 38% 的民众在获得信息和听取解释后表示认可CCS作为减排二氧化碳的一项措施。[4]

        荷兰（2006）：被调查民众听到相关信息和解说后，大多表示可以接受本国建设大型CCS设施。[5]但应注意到，认可国家建设CCS设施并不表示可以接受在家乡建设CCS。

        加拿大（2005）：接受调查的公众中只有“少许人支持CCS”。[6]

        美国（2004）：卡内基-梅隆大学的调查显示，相比于其它减排CO2的措施（甚至包括新的核电站），人们明显的不希望为CCS买单。[7]

        英国（2004）：该国的一项调查显示，民众对CCS概念能够给予微小的支持，但同时认为建设CCS会拖延英国采取更具深远意义的能源措施。[8]

        另外， Reiner等人2006年对一些国家的调查进行了对比。当然，他们发现由于调查方法的不统一，对比并不容易。于是这些专家用统一的问卷对美、英、瑞典、日本四国民众进行了调查，结果显示在下表中。[9]

表1.  对四国民众关于低碳技术认知程度的调查结果[10]

问题：您在过去一年内听到过或读到过下述技术吗？（日本的调查还增加了“是否懂一些”的问题。）

        从上表可以看到，日本获得的信息比较均衡，瑞典次之，英美的公众则对CCS知之甚少。总体来说，人们对CCS了解得最少，只有日本民众显得知识较均衡。但是研究者指出，对于在日本调查所增加的问题，可能存在“民众不愿意承认自己不懂”的因素在里面，所以获得的数字应该认为是上限。

        另一个有趣的结果是，很多民众并不很清楚CCS要解决的是什么环境问题。见下图。

图1.  四国民众对“CCS解决什么环境问题？”的回答统计[11]

        可以看到，美国民众对CCS要解决什么环境问题了解最少，甚至不清楚CCS是否与环境有关。英国的情况稍好，瑞典和日本民众对环境问题的了解更多，将CCS和气候变暖联系的比例也高。

三、中国对CCS接受度的研究

        直接针对CCS接受度的研究似乎很少，只在文献中找到一项人数很少的调查。北京大学胡虎等人在2009年向中国的能源相关机构发放了关于气候变化和CCS接受度的问卷，收回有效答复40份。[i]  回复的人员中85%的人在工作中有一半以上的时间是进行和能源相关的工作，所以他们基本了解气候变化和低碳能源等议题。受调查者中认为CCS在减少二氧化碳排放及减缓气候变化方面十分必要的人占35％，另有32．5％的受调查人员认为CCS或许必要。所以，可以认为能源领域的专业人员一半以上可以接受CCS。

        但是，看起来我国的大多数专业人员对CCS的技术发展现状并不乐观。所有的答复中没有人认为CCS目前已经完全成熟。超过一半的人（58.9%）谨慎地看好这项技术，认为对我国能源安全和国际谈判有利。而也有7.5%的回复表示CCS是“天方夜谭，不可能实现”。成本高也是被调查人员主要的担忧。

四、“场地社会特性评价”[13]

        除了对CCS封存场地进行技术特性评价，有专家提出还应该进行“场地社会特性评价”（Social Site Characterization）[14]。Wade和Greenberg认为，进行场地的社会评价，就是要搞清公众认为项目可能带给他们什么的风险，然后尽量化解他们的顾虑。因此，场地社会评价的核心就是公众接受度。

        影响公众接受度的主要因素有三个：1）对CCS的了解程度，2）预感的风险，3）过去的经验。[15]

        在了解CCS方面，发达国家开展了少许研究，上节已有具体介绍。现有的调查显示，工业化国家的民众对什么是气候变化略知一些，但对CCS就知之甚少。公众形成的观点主要围绕化石能源、替代能源、风能、太阳能等能源种类，大致知道哪些清洁，哪些不清洁。很多人并不清楚CCS和能源有关。在我国，目前由于公众的环境保护意识和知识还较弱，公众抵制强烈的主要还是传统的扰民因素，如爆破、打钻、噪音等，而解决方式主要是经济赔偿。未来中国公众对大型建设项目的态度应该会更趋审慎。

        关于人们预感的风险，研究显示，预感的风险并不一定和理论估计的风险程度一致。理论上，风险= [事故发生的概率] x [事故发生后可能造成的损失]，或者也可以描述为 [事故可能性] X [事故可能产生的后果]。两个因子哪个升高都会升高风险，反之就都会降低风险。发生事故的概率越高，风险越大。可能产生的损失越大，风险也越大。

        普通人对风险的评估和专家的不同。他们的“公式”则是 风险 = [事故可能性] X [事故可能产生的后果] + [事故特征（即可怕程度）]。[16]  因此，公众可能预感到更大的风险，例如核电厂如果发生事故令人感到非常可怕。公众可能由于信息掌握不全面、知识或教育程度不够、所处特定的经济或健康状况、特定的工作职责或信仰、媒体或别人的宣传等，而获得与理论评估的风险不同的“预感风险”。（perceived risk）。场地社会评价就是要了解不同利益相关方的预感风险，并对其加以管理。管理不仅仅是试图增强公众接受度，而也应该包括根据公众的顾虑改进CCS项目的进行。

        影响公众接受度的第三个主要因素是人们习惯用以往经验来做参照。还是以核电为例，1986年的切尔诺贝利核电站事故，让人们25年后对它仍然记忆尤新、心有余悸。一项在2006年对中国连云港田湾核电站投产前0至30km周围居民的调查显示，虽然在17797名被调查人员中，51.7%赞成中国发展核电，40.6%赞成在连云港发展核电，但是住得越靠近核电站，居民赞成核电的比例越小；教育水平越高的，赞成的比例越小。[17]  显然，自身的利益发挥最主要的作用。

        因此，上述两位研究人员认为，一个完整的社会评价过程应该包括六个步骤，用来帮助公众准确认知项目的风险。

1. 搞清谁是利益相关方：受项目直接影响的利益相关方包括周边居民、当地政府、当地社会和民间机构等。不过地区、省级、国家级单位也可能成为利益相关方。尽管项目不会直接对他们造成物理影响，但他们的工作、业务、使命也可能受到间接影响，使得他们关注某个项目。
2. 策划如何接触利益相关方：首先要清楚了解他们的顾虑和疑问，然后策划双向交流，即向利益相关方提供信息和咨询，也从他们那里吸取意见和建议，对项目实施尽可能做相应改善。民众关心核心问题是自己的利益是否受损，包括物质的和精神的，直接的和间接的。
3. 成立接触团队：这一步很重要，因为不同的利益相关方和不同的人群可能相信不同来源的信息和交流。政府、专家、独立民间机构、媒体、网络、明星都可能对不同人群具有不同的影响力。
4. 准备发放的材料和发放策略：准备CCS宣传材料的难点在于它技术内容多且复杂，而公众的教育水平和知识背景不同。有的人可能希望了解准确和较详细的技术信息，另一些人却需要很科普的解释。前者的疑虑可能不能靠科普信息来消除，而后者的担忧也很难靠听不大懂的技术细节来减轻。所以宣传信息不可能用一个版本应对各种利益相关方。
5. 积极和有目标的接触公众：经验显示，积极提供信息比被动应答的效果好很多。
6. 建立反馈和改进机制：正如技术性的场地评价需要通过实际检测或取样来矫正模型分析，场地的社会评价也离不开反馈和矫正。

五、提高公众接受度的经验之谈

        作为本文的结语，将国外在开展提高公众对CCS认知度的实践中获得的体会列举如下：[18]

• 对于CCS项目，公众最关心的问题其实就两个：1）能否相信政府；2）项目开展过程中能否公平透明地对待利益相关群众。

• 在介绍CCS的信息时，同样的内容，却因如何介绍、由谁介绍的不同，会对受众产生不一样的效果。

• 在向公众或利益相关方作宣传时，CCS的优缺点都应介绍，这样可以更令人信服。利益不同或使命不同的部门如果能够共同做介绍，也会更令公众信服，例如建设CCS的公司、专家、政府、和NGO。

• 使用技术词汇要一致，尽可能不用深奥难懂的。介绍CCS时必须讲解清楚的技术词汇和过程有：孔隙度、渗透性、储层、密封、注入深度、地震监测过程、钻井操作、场地评价。

• 对不同的对象需要不同的介绍材料和方式，只用一种小册子效果会差。

• 重要信息要用不同方式从不同角度重复。

• 要增加媒体对CCS的认识。媒体可以妖魔化一个技术，也可以帮助增进公众接受度。

[1]  住房和城乡建设部政策研究中心课题组，完善重大建设项目决策的公众参与机制，中央治理工程建设领域突出问题工作领导小组网站， 2009年10月28日，链接：http://www.zzg.gov.cn/publish/portal10/tab446/info82727.htm

[2]  Parfomak, P.W., Community Acceptance of Carbon Capture and Sequestration Infrastructure: Siting Challenges, Congressional Research Service, Report for Congress, July 29, 2008.

[3]  Evonne Miller, Lorraine Bell, and Laurie Buys, “Public Understanding of Carbon Sequestration in Australia: Socio-Demographic Predictors of Knowledge, Engagement and Trust,” Australian Journal of Emerging Technologies and Society (Vol.5, No. 1, 2007)

[4]  Minh Ha-Duong, Alain Nadai, and Ana Sofia Campos, “A Survey on the Public Perception of CCS in France” (Centre International de Recherche sur l’Environnement et le Développement, Nogent-sur-Marne, France: December 21, 2007). [http://halshs.archives-ouvertes.fr/halshs-00200894]

[5]  M. de Best-Waldhober and D. Daamen, Public Perceptions and Preference Regarding Large-Scale Implementation of Six CO2 Capture and Storage Technologies: Well-Informed and Well-Considered Opinions versus Uninformed Pseudo-Opinions of the Dutch Public (Leiden University, Leiden, The Netherlands: 2006): p 249.

[6]  Jacqueline Sharp, Mark Jaccard, and David Keith, “Public Attitudes Toward Geological Disposal of Carbon Dioxide in Canada,” Report No. 384 (Simon Fraser University, Burnaby, BC, Canada: Fall 2005).

[7]  Claire R. Palmgren, M. Granger Morgan, Wandi Bruine De Bruin, and David Keith, “Initial Public Perceptions of Deep Geological and Oceanic Disposal of Carbon Dioxide,” Environmental Science & Technology (Vol. 38, No. 24, 2004): 6448.

[8]  Simon Shackley, Carly McLachlan, and Clair Gough, “The Public Perceptions of Carbon Capture and Storage,” (Tyndall Centre for Climate Change Research, Working Paper 44: January 2004): 2. [http://www.tyndall.ac.uk/publications/working_papers/wp44.pdf]

[9]  Reiner, D.T., M. de Figueiredo, H. Herzog, S. Ansolabehere, K. Itaoka, M. Akai, F. Johnsson, and M. Odenberger, “An International Comparison Of Public Attitudes Towards Carbon Capture and Storage Technologies,” Presented at the 8th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (Trondeim, Norway: June 19-22. 2006). [http://sequestration.mit.edu/pdf/GHGT8_Reiner.pdf]

[10]  同上。

[11]  同上

[12]  胡虎、李宏军、昌敦虎：关于二氧化碳捕集与封存可接受度的调查分析，《中国煤炭》第35卷第8期，2009年8月。

[13]  Wade, Sarah and Sallie Greenberg, Afraid to Start Because the Outcome is Uncertain?: Social Site Characterization as a Tool for Informing Public Engagement Efforts, Energy Procedia 1 (2009) 4641–4647.

[14]  同上

[15]  Greenberg, S., Public Acceptance and Communications, presentation at IEA-GHG CCS Summer School, Aug. 22-27, 2010.

[16]  Wade, Sarah and Sallie Greenberg, Afraid to Start Because the Outcome is Uncertain?: Social Site Characterization as a Tool for Informing Public Engagement Efforts, Energy Procedia 1 (2009) 4641–4647.

[17]  杨广泽、余宁乐等，田湾核电站周围居民对核辐射危险认知调查分析，《中国辐射卫生》2006（15）1，69-72.

[18]  Dowd, Anne-Maree, Recent Development in Public Attitudes and Acceptance of CCS: An Overview of Research Activities, CSIRO, Warsaw, Poland, Nov. 13, 2009.  Greenberg, S., Public Acceptance and Communications, presentation at IEA-GHG CCS Summer School, Aug. 22-27, 2010.

一、中国增加二氧化碳排放的空间有限

        二氧化碳是最主要的温室气体，其在大气中的浓度自1750年工业革命以来已经明显增加，引发了全球气候变化。对此，世界大多数权威专家认为已经“毋庸置疑”。[1]  大气近地表的平均气温，在过去150年以来不断上升，而这种趋势在过去50年更是明显加快。众所周知，发达国家在工业化进程中使用煤炭、石油等矿物燃料，长期大量排放CO₂，这是造成这一严峻的全球环境问题的直接原因。不过经济快速增长的发展中国家，如中国、印度等，其CO₂的排放总量增长迅速（图1） 。现在，中国已经是年二氧化碳排放总量最大的国家，占全球总量近1/4。

        诚然，不论是从历史累积排放量还是人均排放量来看，中国还处于较低水平，因此在国际气候变化的谈判中会坚持要求“共同但有区别”的减排义务。但是这并不是说中国还有相当的空间继续增加CO₂排放。有两点需要关注。

图1.  一些发达国家和发展中国家历年二氧化碳排放总量变化（1965-2009）[2]

        首先，中国人均CO₂排放量已经在近几年超过了世界平均值（图2） 。这就意味着在多边国际谈判中，我们不再可能得到许多发展中国家的同情，因为他们的人均排放量大多比我们低。其实，中国的人均CO₂排放量已经接近英国，甚至超过一些发达国家，如法国和西班牙（如图2标注）。

        第二，包括中国在内的世界绝大多数国家都已经正式认可：为了防止灾难性的气候变化，本世纪需要将全球平均气温的升高保持在摄氏2度以内。这个共识的含义就是必须将大气中二氧化碳的浓度控制在450 ppm之内，而这又意味着全球总共可以往大气中排放的CO₂总量是有限度的，不管历史责任如何。

        联合国政府间气候变化专业委员会（IPCC）的报告及其它对碳平衡和减排路径的研究显示，1900年至2100年的两百年内，CO₂总“排放预算”大约在3000 Gt (3万亿吨)，现在至本世纪末的“排放预算”剩余1600 Gt。2009年全世界CO₂排放总量是31 Gt， 即使假定这个排放量每年维持不变， “排放预算”在本世纪中叶就将用完。有研究显示，即使发达国家的CO₂排放量在2050年时能够比1990年水平削减80%，控制升温2度的“排放预算”仍不够全球各国用。因此，碳排放量大的发展中国家需尽早开始减少排放，至少这种压力会越来越大，否则控制在2度甚至3-4度的升温都是难以实现的。

        中国制定的中长期节能减排和增加非化石能源比例的目标已经不低，但是在2020-2030年间实现这些目标时，CO₂排放总量仍将增加很多。参考发改委能源所姜克隽、胡秀莲等2008年发表的模型分析结果，即使采取强力和非常成功的节能和新能源发展政策措施，估计中国的年CO₂排放量在下个10年间还是会比现在增加约20%，达9 Gt 左右，其后也不会降低。世界其它国家能否同意我们使用这么多排放空间值得怀疑。因此，CCS虽然不是完美办法，但需要在中国减排二氧化碳中发挥重要作用。

图2.  中、美、世界平均人均二氧化碳排放量变化趋势（1999-2009）[3]

二、碳捕集与封存有成熟技术帮助起步 

        碳捕集与封存的每个步骤都存在现成技术，但还缺乏较大规模、整合进行CCS的经验。因此需要开展CCS规模示范项目，从中积累经验、也进一步研究和改进技术，以便降低CCS的总成本。

        CO₂的捕获在化工行业是早已应用的技术。例如以煤为原料的合成氨生产中需要氢气，它从煤炭气化产生的合成气（一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气体）中分离而得到。首先对合成气进行一种称为变换反应的处理，让其中大部分一氧化碳变换成二氧化碳，然后分离CO₂和氢气，采用的方法一般是物理吸附。国外主要商品化的物理溶剂有Rectisol、Purisol以及Selexol。此外，变压吸附（PSA）也是成熟工艺，是将待处理的气体加压通过一层固体吸收层（比如活性炭、氧化铝或沸石）来吸收氢气，然后降低系统压力，从吸收层中将氢气释放出来。

        对于一般燃煤电厂和工业燃煤锅炉的废气，也可进行类似的二氧化碳分离。不过，煤炭在空气中燃烧后，其废气中含有大量来自空气的氮气，使得CO2在废气中的“浓度”（分压）较低，因而分离所需成本更高。捕获分压低的组分，使用化学吸收更有效。最常使用的化学吸收剂是胺基水溶剂，相应商品有MEA、ADIP、Econamine、MDEA。 其它化学吸收剂商品还有Sulfinol、Flexsorb、以及碳酸钾类催化剂Benfield。氨水也能吸收CO2，对冷氨技术（chilled ammonia）的良好效果国外有报道。

        对二氧化碳气体的压缩和管道输送不存在技术难点，但却是耗能大的一个环节。铺设管道不仅是工程投入问题，还需要考虑途经路线、沿途管道保护、以及保低温措施。

        CO₂的封存可以借鉴石油开采行业成熟的CO₂驱油技术。当储油层压力降低、出油速度减慢时，通常注入某种介质（如水或CO₂）来提高采油率。以往，油田使用的CO₂来自天然源，例如利用天然气开采时伴生的CO₂或专门从地下CO₂储层抽取。今后应该利用燃煤废气中的二氧化碳。石油开采公司对地质勘探有相当经验，通常也掌握不少地质资料。不过，利用枯竭油气田来封存CO₂的潜力有限，最终需要将CO₂注入深盐水层封存，而这方面的经验还基本没有。因此，相关地质勘探、选址、注入、以及封存后的监测诸方面，还有相当的研究和试验工作要做。

三、减少CCS额外能耗的潜力不小

        对CCS怀疑或反对的人们提出的一个主要论点是碳捕集和封存有额外能耗(energy penalty)，意思是生产同等量的电，要比常规燃煤电厂多消耗20%-30%的煤炭。这些额外能量用于CO₂的分离、压缩、运输和注入地下。中国的煤炭消费量本来已经很高，采用CCS后将消耗更多的宝贵煤炭资源。

        这个论点本身符合事实，但是首先不能忘记，CCS的提出是防止气候变化的需要。假如没有对气候变化的担忧，本来是不必在意排放CO₂的。如前所述，我们进入了一个受气候制约的时代，不理睬经济活动中的二氧化碳排放已经不现实了。因此，减排温室气体所需付出的成本不是一个可选则项，而是必选项。能够争取改变的，是如何通过技术进步来降低CCS的能耗。

        CCS过程中最大的能耗来自二氧化碳捕集（即气体分离和压缩）。目前发达国家科技人员在这方面积极开展研发。一是在吸收剂方面下功夫。许多针对燃烧后捕集技术的研发都在努力提高化学吸收剂的选择性和使用寿命；减少捕集的能耗需求也是一个重要的科研目标。Rao 和 Rubin 2006年根据严谨的专家观点调查方法对碳捕集技术的改进潜力进行了研究，得出的结论是胺基碳吸收技术在未来十年有很大空间来降低成本。[4]  现在，研究人员已经发现一种被称为“受阻胺”的材料可以与烟道气中的CO₂结合，由于结合力较弱，因此进行溶剂再生时，更容易释放CO₂，从而减少能耗。对利用膜技术进行CO₂分离的研究也很热门，前沿课题例如：膜-吸收剂混合系统，促进型传递膜，致密聚合物膜（包括陶瓷），高分子复合薄膜等。

        二是从煤炭燃烧方式入手，煤气化联合循环发电（IGCC）和富氧燃烧是目前研究方向。工业规模IGCC实验示范电厂欧美建有数座，中国华能集团正在天津建设中国第一座（250兆瓦）IGCC电站。富氧燃烧的工业实验还刚起步。总部在瑞典的Vatternfall能源集团在德国Schwarze Pompe建的30兆瓦富氧燃烧电站于2008年9月运行，而英国的Dooson Babcock公司在英国的Renfrew建设的40MW的富氧燃烧电站于2009年7月开始生产。

        不过，这两种技术方向的一个共同核心问题是如何降低从空气中制取氧气的成本，因为现有成熟的空气分离技术（深冷分离）的能耗可占到常规电厂能源产出的25%。目前国外的研究方向放在离子传递膜上，希望找到一种物质，可以在更高操作温度下，同时允许氧离子和电离子通过。陶瓷和一些金属氧化物制成的膜显示了很好的前景（包括用钙钛矿和钙铁石制作的材料），对氧的选择能力很强。这方面的技术已经达到先导工厂的阶段，但是要在大规模生产系统中广泛使用该技术还需要时日。

四、碳捕集与封存成本有望降低 

        碳捕集与封存的高成本是一些专家否定其在中国应用具有可行性的主要论据。可以从几方面分析成本问题。

        首先，CCS的运行成本主要由额外能耗而产生。如前所述，通过进一步的研发来降低能耗，就是降低成本。这方面还存在不少技术突破的潜力。

        其次，考虑CCS的成本时，有必要区分初期项目和未来商业化项目，即国际上称为的“第1次”和“第N次”项目。一些研究显示“第1次”项目的单位减排成本在150美元/吨CO₂上下。[5]   这样昂贵是因为缺乏经验，投资存在风险，没有规模效应、技术还有待改进。CCS未形成一个完整的产业时，在设备制造、安装、运营、工程技术经验、人力资源方面都无法获得“规模经济”和“市场竞争”可以提供的低价。因此，政府和企业共同开展早期示范项目，并对初期项目给予税收和其它财政优惠是走向第N次项目的必经之路。

图3  全球应对气候变化的战略性选项： 减排温室气体的成本曲线（2030年）[6]

        对于未来第N次项目的成本，麦肯锡咨询公司2007年估算的著名“温室气体减排措施成本曲线”（图3）显示，在2030年时，新建电厂配套CCS的减排成本可能约为25欧元/吨CO₂（按目前汇率为34美元），但如果利用捕集的二氧化碳来增加油田采收率，则成本可以降低到15欧元/吨CO₂（20美元）。老厂通过改造增加CCS设备时，减排成本要高不少，大约在30欧元/吨CO2（48美元）。虽然还有很多更便宜甚至有收益的减排措施，但是要想将大气中的二氧化碳浓度维持在安全的450ppm以内，2030年时全球的年碳排放量需要比现有水平削减约50%。所以如图3 所示，仅仅靠节能、甚至核能和可再生能源措施都还不够，CCS也是需要的措施之一。

        分析成本问题还要看看国内国外是否有差别。中国由于劳动力和材料相对廉价，CCS的成本可能较发达国家低。由于还没有实际的项目可作依据，几项针对中国CCS成本的研究都借助于国外模型或公式，输入中国情况下的估计值。哈佛大学刘恒伟等对CO₂运输成本的分析显示，在中国单位运输成本比发达国家可能降低三分之一，在1.84 – 3.06美元/吨CO₂。[7]  美国能源部西北国家实验室和中国科学院岩土力学研究所的专家合作估算的结果是，在中国进行CO₂的运输和封存的成本可以少于10美元/吨CO₂。[8]

        但是，清华大学和普林斯顿大学的人员对CCS所有各部分的估算表明，总成本上中国的优势不大，主要是因为中国的电价不便宜，而CCS最主要的费用是高能耗的捕集和压缩。这两部分加起来占总成本的百分之九十。[9]  因此降低成本的主攻方向在于开发更高效的捕集技术，这也包括如何降低空气分离制取氧气时的耗能。中国以煤炭为原料的合成氨工业发达，产生高浓度CO₂废气，对其进行捕集和封存的成本要比常规燃煤电厂低一半左右。[10]

五、CCS技术出口前景看好

        要实现本世纪内将全球平均气温的升高控制在2摄氏度以内的目标，发达国家需要在2050年将年温室气体排放量比1990年水平削减80%以上，排放量大的发展中国家（包括中国）也要做出力所能及的贡献。因此，应对气候变化将创造对CCS技术和设备的需求和市场。中国发展CCS技术和制造能力，不仅是为了立足于国内需求，还可以瞄准国际上的需求争取技术出口。和其它绿色技术类似，CCS技术应该有很好的未来。

        可喜的是，中国的华能集团已经在这方面迈出了一小步，和美国未来燃料公司(Future Fuel)签署了合作意向书，美方将购买华能开发的先进煤炭气化技术，同时也共同试验华能的燃烧后捕集技术。[11]   神华集团在内蒙马家塔的煤碳直接液化项目计划年捕集与封存100 万吨 CO₂ ，2010年12月已经开始进行CO2注入深盐水层的先导项目，完全由国内单位参与。[12]

        中国的科研力量不可小觑。在气体分离方面， 浙江大学、哈尔滨工程大学、上海交通大学、南京农业大学、中国矿业大学、南京化工学院等都有一定的研究力量，并进行了气体分离溶剂或膜技术的研究。东南大学、杭州科技大学、华北电力大学、浙江大学也在进行富氧燃烧方面的研究。除了大学以外，中国科学院的研究所以及企业，包括华能、神华、中石油、中海油、新奥集团等，也已经在开展CCS研发，特别是在较大规模试验及封存方面。

        去年美国总统奥巴马访华时中美双方决定成立的能源研究合作中心将CCS确定为三个重点工作领域之一。因此中国可以使用这个平台，通过国际合作来加强对CCS技术的进一步发展，掌握一些技术关键，在世界各国的清洁能源竞赛中占领有利的前沿地位，争取成为这方面的技术、设备、操作经验输出国。

六、结语 

        综上所述，受全球气候变化问题的制约、又由于以煤炭为主的能源格局难以在短期内改变，中国增加二氧化碳排放的空间已经不大。因此，尽管不是最理想的办法，碳捕集与封存将会成为中国碳减排需要依赖的重要手段之一。要清醒地承认这一对颇具挑战的能源发展前景，抓紧时间加大对CCS的研发和工业示范投入，从而在全球向低碳经济转变的历史进程中化被动为主动，争取在低碳技术上进入世界领头行列。唯此才可从容应对减排义务，并成为新兴能源技术和设备的出口国。

[1]  联合国政府间气候变化委员会, “气候变化2007：综合报告”,  2007年。

[2]  英国石油公司(BP)，《2010世界能源数据统计回顾》, 2010年。

[3]  英国石油公司(BP)，《2010世界能源数据统计回顾》, 2010年。人口资料局(Population Reference Bureau)，历年《世界人口数据清单》报告。

[4]  Rao, Anand, E. S. Rubin et al., Evaluation of potential cost reductions from improved amine-based CO2 capture system, Energy Policy, vol. 34 (18) 3765-3772, Dec. 2006

[5]  Al-Juaied, Mohhamed and Adam Whitmore, Realistic Costs of Carbon Capture, Harvard Kennedy School Discussion Paper, July 2009.

[6]  麦肯锡公司，2007年

[7]  Liu, Hengwei and Kelly Sims Gallagher, Preparing to ramp up large-scale CCS demonstrations: An engineering-economic assessment of CO2 pipeline transportation in China, International Journal of Greenhouse Gas Control, November 2010.

[8]  Dahowski, RT, X. Li, et al., Preliminary Cost Curve Assessment of CCS Potential in China, Energy Procedia 1(2009)  2849-2856.

[9]  Zheng Zhong, E. Larson et al., Near-term mega-scale CO2 capture and storage demonstration opportunities in China, Energy and Environmental Science, June 2010.

[10]  许兆峰，麻林巍，李政，中国二氧化碳捕集与封存成本估算，清华大学热能系，2009年。

[11]  Mingsung Sung, personal communication, 2010

[12]  Xiaochun Li, personal communication, 2010