碳处置技术扩散的选择有限：以美国四角碳管理中心为例

《International Journal of Greenhouse Gas Control》：Limited options for diffusing carbon disposal technologies: A case study of the four corners carbon management hub, United States

　　摘要：碳管理枢纽被视为推动脱碳的战略举措。虽然这些枢纽引入了碳捕集技术，但其长期成功不仅取决于技术的应用，还依赖于大规模碳处置技术的推广。本文研究了美国四角地区（亚利桑那州、科罗拉多州、新墨西哥州和犹他州）中碳处置技术应用与推广所依据的法律和政策，该地区正是拟建碳管理枢纽的地点。通过梳理各州的法律法规，本文分析了现有框架是否足以支持技术的推广阶段。研究结果表明，这四个州都对碳管理表现出兴趣，并制定了支持技术应用的政策。然而，对于需要长期需求与资金投入的推广阶段，相关重视程度则明显不足。在整个地区，碳处置技术的推广在很大程度上依赖于联邦政府的第45Q税收抵免政策，但本文认为，由于该政策的抵免金额、管理复杂性以及财政风险等因素，它并不适合承担这一角色。科罗拉多州是唯一一个探索替代性推广机制的州，包括采购和碳排放交易手段，不过这些方法也存在各自的权衡因素。研究结论表明，仅靠自愿市场或政府融资，难以实现所需规模上的碳处置。相反，由各州制定的监管框架，将部分推广成本分摊给化石碳生产方，或许能提供一种更具政治可行性的路径。本文最终认为，若不针对推广阶段进行有针对性的政策创新，拟建的碳管理枢纽很可能仅停留在试点规模，而无法产生持久影响。

引言：在全球范围内，碳管理枢纽和工业脱碳集群越来越多地被提出，作为在那些难以彻底消除排放的行业里推动深度脱碳的策略（Oh和Al-Juaied，2024）。欧洲、北美、亚洲和中东也在推进类似的计划，反映出人们越来越倾向于采用协同方式来建设碳管理基础设施（Oh和Al-Juaied，2024）。在美国，不断增长的电力需求以及重新加强的化石燃料发电规划，进一步提升了人们对碳管理解决方案的兴趣（国际能源署，2025；麦肯锡公司，2025）。在拜登政府执政期间，有多个区域碳管理枢纽项目被宣布启动（美国能源部，2024）。这些枢纽计划采用多种技术，包括点源捕集、直接空气捕集、地质储存、氢能，以及由大气中的二氧化碳制成的燃料，其中许多技术都依赖地质储存。尽管特朗普政府限制了对部分项目的支持（白宫，2025），但仍有少数碳管理枢纽项目在推进，其中包括位于美国西南部四角地区的那些项目，即亚利桑那州、科罗拉多州、新墨西哥州和犹他州（Ampomah，2024；Dirks，2024）。拟建的西南地区直接空气捕集枢纽还计划让部落团体、大学、产业合作伙伴以及社区组织参与其中，这体现了在区域碳管理基础设施建设中通常会涉及的多元利益相关者联盟。这类枢纽的建成依赖于技术的可行性、安全且经过验证的地质储存条件，以及能够创造并维持需求的政策框架。

碳管理解决方案大致可分为两类：一类是以利用为中心的解决方案，如燃料类产品（通常称为碳捕集与利用技术）；另一类则是将二氧化碳作为废物进行处理的方案（通常称为碳捕集与封存技术）。同样的捕集、运输和储存技术可用于两种解决方案。例如，二氧化碳强化采油技术既利用了二氧化碳，又对其进行了储存，而且历史上一直是推动美国碳捕集与封存技术应用的主要动力（Martin-Roberts等人，2021）。虽然已有大量关于支持有用碳产品的政策的文献（Alkhadour，2024；Castillo & Angelis-Dimakis，2019；Hirsch和Foust，2020；Thielges等人，2022；You等人，2025），其中也包括针对四角地区的研究（Intermountain West Energy Sustainability and Transitions Initiative，2022），但本研究重点关注的是碳处置问题。

随着技术的发展，其在生命周期的不同阶段需要不同形式的支撑（图1）。关于创新体系的研究表明，随着技术从研发阶段迈向应用和大规模推广阶段，所需的政策也会相应变化（Huenteler等人，2016；Malhotra和Schmidt，2020）。碳处置技术经过了数十年来多个科学领域的研发工作（Arakawa等人，2001；美国国家研究委员会，2001、2015；NSAEM，2022）。然而，与许多低碳技术不同，碳处置技术目前具有高度的技术复杂性、庞大的基础设施需求，以及需要在多个主体和行业之间进行协调（Malhotra和Schmidt，2020）。因此，它更像是一种复杂的产品与系统技术，而非大规模生产的常规技术，这就需要相应的应用和推广政策来降低不确定性、提供性能数据，并促进各利益相关者之间的协作（Huenteler等人，2016）。此外，碳处置技术还面临其他挑战，包括建立完善的监测、报告和核查体系（国际能源署气候变化专门委员会，2024；Mercer和Burke，2023）、治理框架（Low等人，2024），以及社会接受度和参与度方面的问题（Dowell等人，2020；Nawaz等人，2024）。

碳捕集与封存技术的实践经验就反映了这一挑战。Martin-Roberts等人（2021）对十年来碳捕集与封存技术应用停滞的情况进行了分析，认为其主要障碍已不再是技术层面，而是制度、财务和政策方面的问题。他们的分析指出，如果要让碳捕集与封存技术达到实现气候缓解目标所需的规模，就必须建立更为有力且可持续的政策机制。对于碳处置而言，这一挑战尤为突出。与碳利用途径不同，碳处置不会产生可销售的产品，其主要功能属于公共产品范畴。基于产品的途径可以通过销售商品和服务来获取价值，而碳处置则需要以气候缓解作为核心目标，持续数十年才能维持下去（政府间气候变化专门委员会，2023）。与其他废物管理服务类似，如果仅依靠自愿市场，碳处置也容易受到搭便车行为的影响，从而导致长期供给不足。因此，碳处置技术的推广不仅取决于技术的成熟度，还取决于能否建立能够长期维持碳处置需求的稳定机制及融资渠道。

展望未来，当碳管理枢纽真正投入运行时，政策支持需转向技术应用与推广阶段。这两个阶段的主要区别在于，应用阶段面临的是产业协调和技术风险，而推广阶段则更受需求不足和监管风险的影响（Arlinghaus等人，2025）。这一区别大体上对应着Mitterrutzner等人（2026）所描述的从预商业化发展阶段到市场成熟及系统整合阶段的过渡。因此，有必要审视那些支持技术应用与推广的法律和政策，评估它们是否足以在该地区培育出碳处置产业。

拟建的四角地区碳管理枢纽为探讨这些问题提供了一个良好的案例研究对象。这项法律与制度分析采用了应用-推广框架，针对拟建的碳管理枢纽，评估现有州级政策是否不仅能够推动项目实施，还能在数十年间持续支持大规模的碳处置。研究主要回答三个问题：（1）四角地区有哪些法律和政策可以支持碳处置产业的发展与应用？（2）现有的法律和政策是否足够？（3）还可以提出哪些更具政治稳定性的法律或政策，以应对行政层面的变动？