《二氧化碳去除現(xiàn)狀》報(bào)告從研發(fā)與示范（包括研究資助、科學(xué)論文、專利申請(qǐng)、示范項(xiàng)目）以及去除水平等方面，評(píng)估了全球CDR現(xiàn)狀。

1、全球CDR研發(fā)與示范現(xiàn)狀

（1）CDR研究資助快速增長(zhǎng)，CDR方法呈多樣化趨勢(shì)。2000—2022年，CDR研究資助項(xiàng)目（主要來自研究委員會(huì)、基金會(huì)和部委等公共資助機(jī)構(gòu)）從35項(xiàng)增加到1160項(xiàng)，研究經(jīng)費(fèi)從500萬美元增加到1.9億美元左右。其中，2013—2022年的研究經(jīng)費(fèi)占74%，每年增長(zhǎng)14%。2000—2022年，幾乎70%的CDR研究資助項(xiàng)目集中于土壤固碳（35%）和生物炭（33%）。隨著時(shí)間的推移，研究資助呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)：活性生物炭和土壤固碳項(xiàng)目的占比在2022年分別下降到30%和22%，而直接空氣捕集與封存（DACCS）、泥炭地恢復(fù)、沿海濕地恢復(fù)、增強(qiáng)巖石風(fēng)化和結(jié)合碳捕集與封存的生物能源（BECCS）項(xiàng)目的占比分別增加11%、8%、7%、5%和5%。在研究經(jīng)費(fèi)方面，雖然土壤固碳（22%）和生物炭（17%）占比較大，但BECCS（18%）和DACCS（21%）等新型CDR方法的占比也較大。加拿大和美國對(duì)CDR的研究資助明顯高于歐盟。2000—2022年，40%的CDR研究資助項(xiàng)目和59%的研究經(jīng)費(fèi)來自加拿大和美國。中國資助的CDR項(xiàng)目較多，但研究經(jīng)費(fèi)相對(duì)較少，平均每個(gè)項(xiàng)目為7.4萬美元，而加拿大和美國平均為97.9萬美元，歐盟平均為140.6萬美元。

（2）生物炭和土壤固碳相關(guān)的科學(xué)出版物數(shù)量眾多，但DACCS、沿海濕地恢復(fù)和增強(qiáng)巖石風(fēng)化等新型CDR方法的出版物也在迅速增加。2000—2022年，CDR研究出版物（同行評(píng)議的文章、工作論文和書籍）快速增長(zhǎng)。2022年的出版物是2020年的1.4倍，是2010年的8倍，是2000年的50多倍。2021—2022年，出版物總數(shù)從約3900篇增加到4700篇，增長(zhǎng)了19%。生物炭、土壤固碳和造林/再造林在CDR科學(xué)文獻(xiàn)中占據(jù)主導(dǎo)地位，合計(jì)占比從2000年代的約73%增加到2010年代的約83%。然而，近年來，關(guān)于生物炭、土壤固碳和造林/再造林的出版物占比開始下降，從2020年的83%降至2022年的81%。一些新型CDR方法的出版物增長(zhǎng)更快，例如，2013—2022年，DACCS（每年26%）和沿海濕地恢復(fù)（每年25%）的年平均增長(zhǎng)速度快于CDR領(lǐng)域的整體增長(zhǎng)速度（每年18%）。2000—2020年，幾乎50%的CDR出版物來自亞洲，中國占所有CDR出版物的30%。

（3）在經(jīng)歷一段時(shí)間的快速增長(zhǎng)后，CDR的發(fā)明專利數(shù)量自2010年以來有所下降，但新型CDR在發(fā)明活動(dòng)中發(fā)揮著日益重要的作用。2010年，CDR發(fā)明專利申請(qǐng)量是2000年的4倍多。自2011年以來，年平均專利數(shù)量略有下降，但2019年的專利申請(qǐng)量仍是2000年的2倍。2000—2010年，盡管CDR專利數(shù)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但幾種新型CDR方法（除BECCS外）專利數(shù)量占專利總量的比例有所增加，尤其是生物炭從2010年的14%增長(zhǎng)到2019年的24%，沿海濕地恢復(fù)從1%增長(zhǎng)到11%。總體而言，CDR專利數(shù)量約占?xì)夂蜃兓瘻p緩技術(shù)所有專利的1%。加拿大、美國和歐洲的CDR專利數(shù)量最多，其中加拿大和美國占CDR專利總量的44%，歐洲占34%。亞洲（不包括中國）占CDR專利總量的12%，中國僅占CDR專利總量的5%。歐洲、加拿大和美國重點(diǎn)關(guān)注BECCS的發(fā)明，占這些地區(qū)CDR專利數(shù)量的41%~48%，而中國和亞洲其他地區(qū)則更重視傳統(tǒng)的CDR，如造林/再造林和土壤固碳，合計(jì)占這些地區(qū)CDR專利數(shù)量的33%~39%。

（4）對(duì)示范項(xiàng)目和新企業(yè)的投資均在增加，這對(duì)降低CDR技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和擴(kuò)大規(guī)模發(fā)揮著重要作用。歐盟和23個(gè)國家在COP26大會(huì)上發(fā)起的“創(chuàng)新使命”倡議包含了7大使命，CDR為其中之一?！癈DR使命”側(cè)重于DACCS、結(jié)合碳去除和封存的生物能源（包括BECCS、生物油儲(chǔ)存、生物炭和其他耐用的生物質(zhì)產(chǎn)品）、增強(qiáng)巖石風(fēng)化3項(xiàng)技術(shù)。多個(gè)國家聯(lián)盟啟動(dòng)了“CDR使命”的“CDR啟動(dòng)平臺(tái)”，加入該平臺(tái)的每個(gè)國家都承諾到2025年建立至少一個(gè)試點(diǎn)或示范規(guī)模的CDR項(xiàng)目，每年至少去除1000噸的二氧化碳。截至2024年2月，加拿大、冰島、日本、英國、美國和歐盟在該平臺(tái)分享了22個(gè)示范項(xiàng)目數(shù)據(jù)，重點(diǎn)是BECCS、直接空氣捕集（DAC）和增強(qiáng)巖石風(fēng)化[4]。在各國政府資助CDR示范方面，澳大利亞、加拿大、歐盟、德國、愛爾蘭、日本、挪威、英國和美國已宣布為CDR研發(fā)與示范提供總計(jì)42億美元的公共資金。其中，澳大利亞、加拿大、歐盟、日本、挪威、英國和美國已資助了39億美元的示范項(xiàng)目。2013—2022年，CDR初創(chuàng)企業(yè)獲得的投資大幅增長(zhǎng)，但隨著整體氣候技術(shù)投資的下降，CDR初創(chuàng)企業(yè)獲得的投資在2023年有所下降。

2、全球CDR水平現(xiàn)狀

全球每年通過CDR減少的二氧化碳大約有22億噸，幾乎都來自傳統(tǒng)CDR方法，僅有不到0.1%的去除量（135萬噸）來自新型CDR方法。2013—2022年，通過造林/再造林的傳統(tǒng)CDR方法，全球每年減少的二氧化碳為18.6億噸。中國通過造林/再造林實(shí)現(xiàn)的二氧化碳減排量最大，其次分別為歐盟、美國、巴西和俄羅斯，其中中國、歐盟和美國占全球造林/再造林二氧化碳減排量的44%。與傳統(tǒng)CDR方法相比，新型CDR方法處于早期發(fā)展階段，每年可減少的二氧化碳從2021年的66萬噸增加到2023年的135萬噸。其中，生物炭和BECCS減少的二氧化碳最多，分別為79萬噸和51萬噸。對(duì)生物炭的去除量而言，北美生物炭貢獻(xiàn)了48%，歐洲、亞洲和南美洲分別貢獻(xiàn)了17%、16%和11%。根據(jù)國際生物炭倡議組織（International Biochar Initiative）和美國生物炭倡議組織（US Biochar Initiative）的預(yù)測(cè)，到2025年，生物炭的去除量將達(dá)到目前的7倍以上。

二、主要國家和地區(qū)CDR行動(dòng)舉措

美國非常重視CDR的研究和部署，是支持CDR政策的全球領(lǐng)導(dǎo)者。美國啟動(dòng)了“負(fù)碳攻關(guān)”計(jì)劃，旨在刺激CDR技術(shù)的創(chuàng)新、研究、制造和部署，以實(shí)現(xiàn)到2032年將CDR的成本降至每噸二氧化碳100美元以下，并確保地質(zhì)封存和十億噸級(jí)去除規(guī)模的目標(biāo)[5]。2022年5月，DOE啟動(dòng)超過23億美元的碳捕集與封存（CCS）技術(shù)研發(fā)與示范計(jì)劃，旨在解決CCS項(xiàng)目開發(fā)的可行性、場(chǎng)地特征、許可和建設(shè)問題，以擴(kuò)大商業(yè)二氧化碳儲(chǔ)存能力和相關(guān)產(chǎn)業(yè)[6]。12月，DOE宣布通過《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》提供37億美元啟動(dòng)4項(xiàng)計(jì)劃，旨在發(fā)展CDR行業(yè)，其中35億美元用于“區(qū)域直接空氣捕集中心”計(jì)劃，以開發(fā)4個(gè)區(qū)域接空氣捕集中心[7]。2023年6月，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）發(fā)布《二氧化碳去除研究戰(zhàn)略》，設(shè)計(jì)了從各類技術(shù)并行研究開始，到加速向示范項(xiàng)目發(fā)展，并最終擴(kuò)展為成熟的技術(shù)研究和監(jiān)測(cè)3階段CDR研究戰(zhàn)略[8]，同時(shí)宣布資助2400萬美元用于海洋CDR研究[9]。10月，DOE宣布通過能源高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA-E）為海洋CDR項(xiàng)目提供3600萬美元的資金[10]。2024年1月，DOE發(fā)布《去除之路：美國二氧化碳去除的選擇》報(bào)告，首次完成了對(duì)美國CDR潛力的高分辨率評(píng)估，指出要實(shí)現(xiàn)凈零排放，到2050年每年需要至少減少10億噸二氧化碳，以目前的CDR水平，到2050年去除10億噸二氧化碳的成本約為1300億美元[11]。2月，DOE宣布提供1億美元用于先進(jìn)CDR技術(shù)的中試規(guī)模測(cè)試，優(yōu)先考慮小型生物質(zhì)CDR和儲(chǔ)存試點(diǎn)、小型礦化試點(diǎn)以及多途徑CDR試驗(yàn)臺(tái)設(shè)施3個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域[12]。5月，DOE宣布撥款120萬美元用于加速碳去除行業(yè)發(fā)展，包括直接空氣捕集和儲(chǔ)存、生物質(zhì)碳去除和儲(chǔ)存、增加巖石風(fēng)化和礦化、陸地和上層水圈環(huán)境中的自然和人工方法[13]。

歐盟已將CDR納入凈零排放政策，并通過法律建立其認(rèn)證框架。歐盟“減排55%”（Fit for 55）一攬子計(jì)劃設(shè)定了到2030年在土地利用、土地利用變化和林業(yè)部門實(shí)現(xiàn)3.1億噸二氧化碳的凈去除目標(biāo)[14]。2023年4月，歐洲議會(huì)通過“可持續(xù)碳循環(huán)”計(jì)劃，旨在開發(fā)可持續(xù)解決方案以增加碳去除量。該計(jì)劃支持傳統(tǒng)CDR方法和新型CDR方法，造林/再造林等土地管理方法將在2030年實(shí)現(xiàn)3.1億噸二氧化碳的凈去除目標(biāo)，基于技術(shù)解決方案的新型CDR將在2030年實(shí)現(xiàn)每年500萬噸二氧化碳去除量并永久儲(chǔ)存[15]。2024年2月，歐盟就建立首個(gè)碳去除認(rèn)證框架的法規(guī)達(dá)成了臨時(shí)協(xié)議，旨在促進(jìn)和加快在歐盟部署高質(zhì)量的碳去除和土壤減排活動(dòng)。碳去除項(xiàng)目將涵蓋植樹造林、恢復(fù)濕地等基于自然的方法，以及BECCS等基于技術(shù)的方法[16]。目前，歐盟通過“創(chuàng)新基金”資助了幾個(gè)CCS和碳捕集與利用（CCU）項(xiàng)目，其中位于瑞典斯德哥爾摩的BECCS項(xiàng)目被稱為歐洲第一個(gè)大型負(fù)排放工廠，獲得了1.8億歐元的資助，該示范工廠計(jì)劃于2026年開始運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)在運(yùn)營(yíng)的前十年中將去除超700萬噸二氧化碳[17]。

英國、加拿大、澳大利亞等國家都制定了CDR研發(fā)與示范資助計(jì)劃。英國“凈零創(chuàng)新投資組合計(jì)劃”將DAC和溫室氣體去除作為優(yōu)先資助領(lǐng)域之一，計(jì)劃投資7000萬英鎊用于可行性研究和建立示范項(xiàng)目[18]。英國能源安全和凈零排放部（DESNZ）以及商業(yè)、能源和產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部（BEIS）宣布了為BECCS創(chuàng)新計(jì)劃資助2600萬英鎊[19]，并宣布了資助5440萬英鎊用于開發(fā)創(chuàng)新的CDR技術(shù)項(xiàng)目，主要涉及DAC、BECCS、生物炭和海洋碳匯4種主要的溫室氣體去除技術(shù)[20]。2023年12月，DESNZ發(fā)布《碳捕集、利用與封存：建立競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的愿景》，計(jì)劃通過市場(chǎng)創(chuàng)建、市場(chǎng)過渡和自給自足的碳捕集、利用與封存（CCUS）市場(chǎng)3個(gè)階段實(shí)現(xiàn)英國CCUS行業(yè)愿景，目前英國正處于市場(chǎng)創(chuàng)建階段[21]。加拿大計(jì)劃在2021—2028年通過“能源創(chuàng)新計(jì)劃”投資3.2億加元用于CCUS的研發(fā)與示范[22]。除“能源創(chuàng)新計(jì)劃”外，加拿大還資助了具體的CDR示范項(xiàng)目[23]。澳大利亞通過“CCUS發(fā)展基金”[24]和“碳捕集技術(shù)計(jì)劃”[25]對(duì)CCUS研發(fā)進(jìn)行資助，其中“碳捕集技術(shù)計(jì)劃”將在2023—2031年資助6500萬澳元，用于DAC、BECCS和二氧化碳利用等優(yōu)先技術(shù)的研發(fā)，此外，還通過4000萬澳元的“國家土壤碳創(chuàng)新挑戰(zhàn)”重點(diǎn)資助土壤固碳的研究和示范[26]。

中國提出了傳統(tǒng)CDR方法的行動(dòng)舉措，但對(duì)新型CDR方法的研發(fā)與示范仍處于起步階段。中國在國家自主貢獻(xiàn)中承諾，到2030年森林蓄積量比2005年增加60億立方米，并將增強(qiáng)碳匯能力作為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰十大行動(dòng)”之一。對(duì)于新型CDR方法，中國還沒有系統(tǒng)的特定政策舉措，BECCS和DACCS方法主要在專家群體中討論，重點(diǎn)是在建模路徑中納入考慮。國家主要通過發(fā)展試點(diǎn)項(xiàng)目，正在逐步推動(dòng)CCU和CCS的研發(fā)與應(yīng)用。目前中國沒有為BECCS或DACCS示范工廠確定具體的資金，但DACCS和BECCS的創(chuàng)新正逐漸引起關(guān)注。

三、未來CDR發(fā)展建議

1、未來CDR差距

傳統(tǒng)的陸地CDR方法已被廣泛采用并納入國家氣候承諾，而新型CDR方法仍處于政策整合的早期階段。不同情景的CDR部署水平和類型差異很大，這取決于政策選擇、技術(shù)可用性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展如何影響減排的速度和深度。5月，來自德國墨卡托全球公域和氣候變化研究所等機(jī)構(gòu)組成的國際研究團(tuán)隊(duì)，評(píng)估了各國在國家自主貢獻(xiàn)和長(zhǎng)期低排放發(fā)展戰(zhàn)略中提出的CDR水平與將全球升溫限制在1.5 ℃所需的CDR水平之間的差距。研究人員分析了3種“重點(diǎn)情景”，以描述將升溫控制在1.5 ℃內(nèi)的不同減排和CDR途徑：①以減少能源需求為重點(diǎn)的情景，該情景對(duì)CDR的長(zhǎng)期依賴性較低，2050年的年去除量為48億噸二氧化碳（比2020年增加23億噸二氧化碳），完全來自傳統(tǒng)的陸地CDR；②以可再生能源為重點(diǎn)的情景，該情景下2050年的年去除量為76億噸二氧化碳（比2020年增加51億噸二氧化碳），包括來自新型CDR的少量貢獻(xiàn)（9.1億噸二氧化碳）；③以CDR為重點(diǎn)的情景，該情景下2050年的年去除量為98億噸二氧化碳（比2020年增加74億噸二氧化碳），其中新型CDR的貢獻(xiàn)很大（35億噸二氧化碳）。

研究指出，如果各國國家自主貢獻(xiàn)中的CDR計(jì)劃得到全面實(shí)施，與2020年相比，到2030年每年去除量可能最多增加5億噸二氧化碳。在以減少能源需求為重點(diǎn)的情景下（對(duì)CDR的要求最低），到2030年每年去除量需要增加10億噸二氧化碳。如果各國長(zhǎng)期低排放發(fā)展戰(zhàn)略中的CDR計(jì)劃得到全面實(shí)施，與2020年相比，到2050年每年去除量可能最多增加19億噸二氧化碳。雖然這接近以減少能源需求為重點(diǎn)的情景所需的去除量，但比其他“重點(diǎn)情景”（以可再生能源為重點(diǎn)的情景和以CDR為重點(diǎn)的情景）所需的去除量少了數(shù)十億噸。因此，各國提出的CDR水平與滿足《巴黎協(xié)定》目標(biāo)所需的CDR水平之間仍然存在差距，實(shí)際的差距可能會(huì)更大。

2、未來擴(kuò)大CDR規(guī)模的建議

能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)（ETC）的《注意差距：二氧化碳去除如何作為深度脫碳的補(bǔ)充以保持1.5 ℃目標(biāo)》報(bào)告指出，即使考慮到最快的可行減排路徑，到2050年，全球至少需要累計(jì)去除700~2200億噸二氧化碳[27]。同時(shí)，一些研究也強(qiáng)調(diào)了依賴CDR將帶來重大的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會(huì)可行性挑戰(zhàn)[28],[29]。因此，通過快速和深入的減排來限制社會(huì)對(duì)CDR的依賴，同時(shí)擴(kuò)大CDR規(guī)模來支持深度減排是實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)的必要途徑。基于此，德國墨卡托全球公域和氣候變化研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員提出如下擴(kuò)大CDR規(guī)模的政策建議[30]：①優(yōu)先考慮迅速減少所有部門（包括森林砍伐和土地退化）的排放，以盡量減少對(duì)CDR的依賴。②在國家自主貢獻(xiàn)和長(zhǎng)期低排放發(fā)展戰(zhàn)略中分別報(bào)告計(jì)劃的減排量和去除量，同時(shí)承認(rèn)在國別報(bào)告中僅分離直接人為影響是有困難的。③在保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性的同時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注激勵(lì)進(jìn)一步陸地碳去除、支持植樹造林、改善森林管理和土壤碳增加的政策。④制定計(jì)劃以減輕未來陸地去除的風(fēng)險(xiǎn)，包括氣候變化的影響（如野火）和間接人為影響（如二氧化碳施肥）的變化。⑤通過設(shè)計(jì)“技術(shù)推動(dòng)”和“需求拉動(dòng)”政策，促進(jìn)節(jié)能、可擴(kuò)展、具有成本效益的新型CDR技術(shù)的創(chuàng)新、開發(fā)和升級(jí)，縮小未來CDR差距。

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[17] European Commission. Beccs Stockholm: Bio Energy Carbon Capture and Storage by Stockholm Exergi. https://climate.ec.europa.eu/system/files/2022-07/if_pf_2022_beccs_en.pdf

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[19] Department for Energy Security and Net Zero. Hydrogen BECCS Innovation Programme. https://www.gov.uk/government/publications/hydrogen-beccs-innovation-programme

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[23] Government of Canada. Largest Biochar Production Plant in North America Contributes to Canadian Net-Zero Goals. https://www.canada.ca/en/natural-resources-canada/news/2023/07/largest-biochar-production-plant-in-north-america-contributes-to-canadian-net-zero-goals.html

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[25] Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water, Australian Government. Grants Open: Carbon Capture Technologies Program. https://www.dcceew.gov.au/about/news/grants-open-cctp

[26] Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water, Australian Government. Improving Soil Carbon Storage and Measurement. https://www.dcceew.gov.au/climate-change/emissions-reduction/agricultural-land-sectors/soil-carbon-storage-measurement

[27] Energy Transitions Commission. Mind the Gap: How Carbon Dioxide Removals must Complement Deep Decarbonisation to Keep 1.5 ℃ Alive. https://www.energy-transitions.org/publications/mind-the-gap-cdr/#download-form

[28] Science. Sustainability Limits Needed for CO2 Removal. https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj6171

[29] Nature Climate Change. Reducing Sectoral Hard-to-abate Emissions to Limit Reliance on Carbon Dioxide Removal. https://www.nature.com/articles/s41558-024-02025-y

[30] Nature Climate Change. Current National Proposals are Off Track to Meet Carbon Dioxide Removal Needs. https://www.nature.com/articles/s41558-024-01993-5