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北理工團隊提出碳捕集與封存及利用的首個全球布局方案


北京理工大学能源与环境政策研究中心魏一鸣教授课题组在碳捕集与封存及利用工程布局方面取得重要进展,1月5日凌晨,该研究成果“2℃温控目标下碳捕集、封存与利用技术的全球布局”(A proposed global layout of carbon capture and storage in line with a 2 °C climate target),以研究长文(Research Article)形式在线发表于自然子刊《自然?气候变化》(Nature Climate Change)。该文在国际上首次提出实现2度温控目标的全球CCUS布局方案,突破了已有研究点对点的源汇匹配模式,提出了基于碳簇的全球源汇优化匹配方案,对于全球深度协同减排,以及我国2060年实现碳中和目标具有重要意义。

該成果是在500万彩票网平台講席教授魏一鳴領銜的國家重點研發計劃項目“氣候變化經濟影響綜合評估模式研究(2016YFA0602600)”和“國家自然科學基金創新研究群體項目(71521002)”等國家科技任務支持下形成的。魏一鳴教授是論文第一作者和通訊作者,劉蘭翠教授、余碧瑩教授等全程參與了研究工作。500万彩票网平台是論文第一完成單位,合作單位包括北京師範大學、中國科學院等。

二氧化碳捕集、利用和封存(CCUS)是實現本世紀末將全球溫升控制在不超過工業化前2攝氏度(以下簡稱“2度溫控目標”)必不可少的氣候工程,也是包括中國在內的世界各國實現碳中和目標的重要技術。此前國際上還沒有關于實現2度溫控目標的全球CCUS部署方案。在此背景下,研究並提出溫控目標下各國合作分擔CCUS具體方案,有利于實質推動CCUS大規模減排,推動全球氣候治理進程。

为了提出实现2度温控目标的全球CCUS低成本部署方案,该项工作围绕全球范围内满足CCUS实施要求的碳源识别,一致可比的封存潜力评估,大规模CCUS实施的总体优化和规划等难题,基于地理信息数据、行业数据、土地利用数据等构建了全球1km×1km尺度的碳排放网格数据库,界定并识别了4220个CCUS碳簇,核算了全球794个陆上盆地的CO2封存潜力,建立了基于碳簇的全球CCUS源汇匹配优化模型(C3IAM/ GCOP),发现全球CCUS低成本部署需要85个国家或地区参与,80%的源汇匹配发生在300公里的经济合理的运输距离内。

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图1 全球CCUS低成本布局方案的CO2运输量及其运输距离

研究還發現,全球CCUS低成本布局主要分布在8個國家或地區。具體包括中國、美國、歐盟、俄羅斯、印度、沙特阿拉伯、澳大利亞和墨西哥。爲實現溫控目標,這8個國家或地區需要通過大規模部署CCUS實現1.86Gt–26.68Gt的CO2減排量。實現CCUS技術減排的成本較高,到2050年,即使考慮技術進步,全球CCUS部署所需總成本約爲5.76萬億美元,約相當于到2050年全球累計GDP的0.12%,平均成本約爲每噸二氧化碳62.7美元。該文指出CCUS的發展應堅持共商共建共享的原則,構建公平合理的國際氣候治理體系,加快建立全球碳市場,以降低成本,快速推動技術規模化發展。

图2 2度目标下主要国家或区域的CCUS布局行动方案

该工作是魏一鸣教授团队开展的气候工程管理研究的系列成果之一。此前,魏一鸣教授团队在Nature Energy, Nature Climate Change, Nature Communications, Nature Sustainability等《自然》子刊发表5篇研究长文。

論文下載地址:https://www.nature.com/articles/s41558-020-00960-0


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