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Joule | 欧盟如何利用其碳市场扩大二氧化碳去除规模

Joule | 欧盟如何利用其碳市场扩大二氧化碳去除规模

3月31日《Joule》刊登了题为How the EU can utilize its carbon market to scale up carbon dioxide removal（欧盟如何利用其碳市场扩大二氧化碳去除规模）的在线论文，旨在探讨欧盟如何将其排放交易体系（EU ETS）与二氧化碳去除（CDR）技术（特别是生物能源碳捕获与封存BECCS和直接空气碳捕获与封存DACCS）进行整合。以下是对该论文的总结。

核心目标

  • 量化潜力：评估整合CDR到EU ETS中，到2050年能够激励多少CDR部署。

  • 分析影响：分析这种整合对EU ETS碳价的动态影响。

  • 评估风险：识别并讨论整合过程中可能出现的风险，特别是“减排抑制（abatement deterrence）”和过度使用生物质的问题。

  • 提出路径：设计一个分阶段的、循序渐进的整合策略（stage-gate approach），以最大限度地降低风险，同时为CDR提供长期、确定的投资信号。

主要发现与结论

  • 显著激励CDR部署：

  • 模型（LIMES-EU）结果显示，将BECCS和DACCS直接整合进EU ETS，到2050年能够激励每年68-86百万吨（Mt）的二氧化碳去除量。这笔数量足以补偿工业、航空和海运等难以脱碳部门的残余排放。

  • 这个规模约占欧洲科学咨询委员会对2050年所需BECCS和DACCS总量的21%至75%，取决于相对成本。这表明EU ETS可以为CDR的规模化奠定基础。

  • 平抑碳价，提供“减压阀”：

  • 整合CDR能有效平抑长期碳价。与没有CDR的反事实情景相比，直接整合BECCS和DACCS到2050年后，可使EU ETS碳价大约减半。

  • 其机制是：当减排成本过高时，市场会转向更便宜的CDR技术（特别是DACCS），从而为整个系统提供了一个“减压阀”，防止碳价出现极端飙升。

  • 技术部署的次序：

  • 在默认情景下，BECCS会率先部署（自2030年代起），因为它相对成熟。但到2040年代后期，随着成本下降和规模化，DACCS会逐渐取代BECCS成为主要的去除技术。

  • DACCS的成本预期是驱动整个系统的关键变量。如果DACCS成本下降很快，BECCS的部署量会减少；反之，如果DACCS成本居高不下，BECCS的规模会更大。

  • 识别核心风险：

  • 减排抑制风险：企业可能因预期未来CDR成本很低，而减少当前的减排投资。如果未来CDR成本下降不及预期，就会导致碳价飙升和减排缺口。文章强调，在EU ETS的“总量控制”框架下，只要碳预算不改变（即政策不软化），这种风险可以通过市场自我纠正（水床效应）。但风险在于，碳价过高可能导致政策软化（比如提高排放上限），从而破坏环境完整性。这是一个“市场失灵（信息不对称）”与“政策失灵（承诺问题）”叠加的风险。

  • 过度使用生物质风险：如果BECCS的利润过高，可能导致对生物质资源的过度需求，引发与粮食生产、土地竞争和森林砍伐等可持续性挑战。当生物质成本降低时，BECCS甚至会完全取代DACCS，加剧环境风险。

核心解决方案：分阶段整合策略（Stage-Gate Approach）

为克服上述风险，论文提出了一个基于“政策后向归纳”和“政策循序渐进”的三阶段模型：

  • 第一阶段：不整合，建立MRV体系（至2030年）

  • 目标：为未来的整合做好准备，建立信任。

  • 关键行动：

  • 完善CDR的监测、报告和核查（MRV）体系（例如，通过欧盟碳去除和碳农业认证框架CRCF）。

  • 建立可持续性标准，特别是针对生物质。

  • 改革市场稳定储备（MSR），以适应未来CDR单位的并入。

  • 政府可以通过需求侧政策（如补贴、拍卖）来激励早期CDR产能建设。

  • “看门人A”：当MRV体系到位、可持续性问题解决、MSR改革完成时，方可进入第二阶段。

  • 第二阶段：渐进式整合（至2040年）

  • 目标：在严格控制风险的前提下，让CDR有限度地进入市场。

  • “渐进”的三个维度：

  • 范围（Scope）：从现有的BECCS工厂开始，再扩展到新的国内设施，最后才考虑国外的CDR单位。

  • 数量（Volumes）：设定数量上限，限制每年可进入市场的CDR单位总量。这优于价格控制，因为更易于管理。

  • 时间（Time）：允许有限的借支（borrowing），即允许企业提前使用未来的CDR额度，但需附加严格的抵押和逆向风险（碳泄漏）管理措施。

  • 关键行动：

  • 加强对逆向风险（carbon reversal）的治理。

  • 可设定技术特定的配额（如BECCS和DACCS的配额），以促进多种技术发展并解决区域分布不均问题。

  • “看门人B”：当过度使用生物质的风险和逆向风险得到充分控制时，方可进入第三阶段。

  • 第三阶段：全面整合（至2050年及以后）

  • 目标：实现CDR与EU ETS的完全融合，并最终将EU ETS转变为一个去除交易系统（RTS）。

  • 关键特征：

  • 取消第二阶段的限制。国内BECCS和DACCS全面纳入ETS范围。

  • 评估并纳入其他CDR方法（如矿化、生物炭等），实现供给侧效率最大化。

  • “倾斜沙漏”模型：论文提出了一个远景图（图1）。在第三阶段（净零后），政府角色发生转变：不再是供应排放配额，而是成为去除单位的买方，向CDR供应商购买“清除单位”，以管理历史残留或被允许的超调排放。这为EU ETS提供了“来生”，使其从排放交易体系转型为去除交易体系。

关键设计选择与未来研究方向

论文指出了三个关键设计选择，需要进一步研究和讨论：

  • 价格限制 vs 数量限制：在第二阶段，更倾向于使用数量限制（如设置CDR单位流入上限），因为它行政上更易执行，但可能导致效率损失。需要研究能灵活适应CDR增长的动态数量限制。

  • 市场准入：是否对CDR方法和技术进行区分和配比？在LULUCF（土地利用、土地利用变化和林业）部门缺乏有效碳定价时，设置技术特定配额（如BECCS配额）有助于控制生物质过度使用风险，并促进技术多元化。

  • 国际CDR证书：如何看待和纳入来自欧盟外的永久CDR证书？这能带来成本效益和国际合作机会，但需要解决MRV标准和排放核算的国际协调问题。可能需要建立类似于“欧洲碳中央银行”的机构来管理。

论文的结论是，精心设计的、分阶段整合CDR到EU ETS中，是欧盟在财政空间有限的情况下，规模化部署CDR并最终实现净零和负排放目标最可行的途径之一。它通过“循序渐进”的策略，为投资者提供了长期财务确定性，同时通过“阶段关”（stage-gates）机制来管理和规避减排抑制和过度生物质使用等风险。论文呼吁将讨论从“是否整合”转向“如何整合”。

END-

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