德国碳捕获与封存（CCS）实施的前景、成本与风险评估：为气候战略提供关键依据

为解决德国实现净零排放目标下，碳捕获与封存（CCS）在工业和能源领域的应用难题，研究人员开展了 CCS 成本、风险及部署前景评估研究。结果显示 CCS 成本高昂且依赖政策支持，该研究为决策提供参考，助力制定合理气候战略。

　　在全球努力应对气候变化、追求净零排放的大背景下，实现这一目标已成为全球气候政策的核心。德国作为工业强国，其《气候保护法》立下了到 2045 年实现净零排放的雄心壮志。然而，在一些难以减排的行业，如水泥、钢铁和化工生产等，仅靠传统的可再生能源利用、直接电气化等手段无法有效降低碳排放。碳捕获与封存（CCS）技术应运而生，它能捕获工业过程和能源生产中产生的二氧化碳（CO₂），并将其储存起来，从而减少排放。但 CCS 技术面临诸多挑战，比如成本高昂、技术可靠性存疑、社会接受度低等。因此，深入了解 CCS 技术在德国的应用前景、成本和风险，对制定合理的气候战略至关重要。

为此，来自国外的研究人员开展了一项针对德国 CCS 技术的全面研究。研究人员通过综合评估，发现 CCS 技术在不同应用场景下的成本差异巨大，而且受到诸多因素影响。从研究结果来看，在最乐观的情况下，到 2045 年，CCS 技术的累计成本在不同场景下也有很大跨度。例如，“Min scenario” 下累计成本为 165 亿 - 348 亿欧元，“Med scenario” 为 392 亿 - 815 亿欧元，“Max scenario” 则高达 627 亿 - 1288 亿欧元。这表明，CCS 技术的大规模应用面临着巨大的经济压力。

在经济可行性方面，研究人员进行了盈亏平衡分析，对比了 CCS 部署成本和欧盟排放交易体系（EU ETS）中二氧化碳排放配额的价格。结果显示，即便在最乐观的成本假设下，CCS 部署也很难实现盈利。这意味着，在当前的市场环境下，CCS 技术的经济回报并不理想。

此外，研究人员还考虑了项目失败的风险。通过蒙特卡罗模拟（Monte Carlo simulation）发现，项目失败会显著增加成本。当失败率为 45% 时，平均成本较零失败基线增加 1.21 倍；当失败率达到 78% 时，成本增加 1.48 倍。这进一步凸显了 CCS 技术在实际应用中的风险。

这项研究意义重大，它为德国及其他面临类似问题的国家提供了宝贵的参考。研究揭示了 CCS 技术在应用过程中的复杂情况，有助于政策制定者更加理性地看待 CCS 技术，制定更合理的政策，平衡经济发展与环境保护的关系。同时，也为相关领域的研究人员指明了未来的研究方向。该研究成果发表在《Carbon Capture Science》上。

在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：一是成本建模，综合考虑捕获、运输和存储成本，结合不同技术和场景进行计算；二是基于德国碳管理战略（CMS）的官方草案和相关研究，设定 CCS 部署场景；三是采用蒙特卡罗模拟评估项目风险，模拟项目建设过程中的失败概率和成本变化。

研究结果具体如下：

• 累积 CCS 成本：不同场景下 CCS 部署的累积成本差异显著。“Min scenario” 因 CCS 部署最少，成本和风险最低；“Med scenario” 作为德国碳管理战略的核心，成本区间为 392 亿 - 815 亿欧元，反映出中等规模部署的不确定性；“Max scenario” 需大规模部署 CCS，成本最高且风险最大。成本分布随时间非线性变化，早期因基础设施和规模限制，单位成本高，后期受益于规模经济和学习效应有所降低。
• 经济可行性和盈亏平衡分析：与 EU ETS 预计价格相比，CCS 部署在多数情况下难以盈利。只有在成本达到最低限度时，各场景才可能盈利，但鉴于 CCS 部署面临的诸多挑战，这种情况极难实现。“Max scenario” 要实现盈利，未来二氧化碳价格需接近预期水平的两倍。
• 项目风险和失败影响：蒙特卡罗风险评估表明，项目失败会大幅增加成本。45% 失败率时，平均成本单位增加 1.21 倍；78% 失败率时，增加 1.48 倍。高失败率下成本上升幅度较小是因为失败集中在早期低成本阶段，但总体财务负担仍很严重，凸显了 CCS 经济可持续性的问题。

研究结论和讨论部分指出，CCS 技术在德国的应用面临诸多挑战，成本高昂、受 EU ETS 碳价影响大、项目失败风险高，且可能导致资产搁浅。“Min scenario” 财务风险最低，“Max scenario” 面临巨大财务挑战，“Med scenario” 也需政策支持和风险分担机制。此外，CCS 技术的学习效应有限，且存储容量和社会接受度存在限制。因此，政策制定者应谨慎使用 CCS 技术，优先从源头减排，将其用于难以减排的情况，并完善金融和监管框架。CCS 技术只能作为过渡性技术，需与其他脱碳措施结合，才能实现气候中和目标。这项研究为德国及全球的气候战略制定提供了重要参考，有助于推动可持续发展。