BECCS 实现碳负排放的条件与局限
核心思路很简单：植物在生长过程中从大气中吸收二氧化碳。当这些生物质被用于燃烧发电时，二氧化碳会重新释放，但若能捕获这些二氧化碳并永久封存于地下，就相当于从空气中清除了二氧化碳。其结果是实现大气二氧化碳的净移除——即“负排放”。然而，这只有在整个生命周期（从种植、运输到加工）排放的二氧化碳少于捕获量时才能成立。2024年一项针对七种BECCS路径的研究发现，仅有四种实现了净负排放：美国玉米制乙醇（每吨二氧化碳移除成本50美元）、欧洲湿粪肥制生物甲烷（每吨108美元），以及跨大西洋运输的秸秆颗粒打捆（每吨159–232美元）。其余三种——杨木颗粒、森林残余物及跨大西洋运输的农业残余物——未能实现净负排放[3]。这表明供应链与生物质类型具有决定性作用。
BECCS 实际能移除多少碳？
潜力巨大，但取决于规模和技术。一项聚焦英国的研究模型显示，仅利用国内生物质资源，BECCS（生物质能碳捕集与封存）每年可去除多达5600万吨二氧化碳——这对国家气候目标而言是重大贡献[6]。在钢铁行业中，一种拟议的BECCS路线每生产一吨直接还原铁（DRI）可捕集0.65至1.13吨二氧化碳，这意味着钢铁本身可实现负碳排放[2]。在氢气生产方面，HyBECCS概念（生物质制氢结合碳捕集与封存）到2030年每年可为德国减少850万至1700万吨二氧化碳当量，但生产成本需低于每公斤4.30至10.44欧元才具备竞争力[9]。这些数据表明，BECCS能够实现有意义的碳移除，但其成本和基础设施要求仍然很高。
实现BECCS规模化面临的最大挑战是什么？
仍有几大障碍亟待克服。首先，可持续性问题：大规模生物质生产会与粮食生产争夺资源，需占用大量土地和水资源，若管理不当还可能损害生物多样性[5]。其次，成本问题：若无强有力的政策支持或碳定价机制，大多数BECCS路径在经济上难以自持。例如在巴西，除非借助强化采油技术（利用捕获的二氧化碳开采更多石油），否则尚无BECCS工厂被证明具备经济可行性[8]。第三，协调难题：部署BECCS需要跨区域、跨行业协调生物质供应、二氧化碳运输管道与封存场地——这是一项复杂的物流挑战[7]。第四，核算争议：国际规则下如何计算排放量与清除量仍存分歧，若无法解决可能阻碍技术推广[4]。最后，部分技术（如基于微藻的BECCS）面临养分供应瓶颈：废水中的营养物质不足以支撑大规模培养[1]。
本文引用的文献
基于微藻的生物能源与碳捕集与封存技术被量化评估为一种负排放技术
基于微藻的BECCS技术每年去除10亿吨二氧化碳所需的土地仅为基于植物的BECCS的四分之一，但面临高耗水量以及废水营养供应不足的问题。
钢铁行业脱碳：利用生物合成气生产负碳直接还原铁
利用生物质气化产生的生物合成气生产直接还原铁（DRI），每吨DRI可捕集0.65–1.13吨二氧化碳，从而实现负碳钢铁生产。
哪些生物能源与碳捕获和储存（BECCS）路径能够实现净负排放？
在评估的七种BECCS路径中，只有玉米制乙醇（美国）、湿粪肥制生物甲烷（欧洲）以及跨大西洋运输的秸秆颗粒实现了净负排放；而杨木颗粒、森林残余物和农业残余物则未能达到。
迷失在负排放的设想中：生物能源与碳捕获和储存（BECCS）的作用
一个与IPCC指南相悖的BECCS认证框架，可能会阻碍一种具有潜在成本效益的气候减缓工具的部署。
生物能源与碳捕集与封存作为碳负排放能源的潜力与挑战：综述
BECCS面临粮食安全、土地利用、水资源使用及可扩展性等挑战；积极研发与强有力的政策支持对于及时实施至关重要。
利用BECCS技术实现负碳电力、热能与氢气的供应——各方案比较
仅使用英国本土生物质，BECCS每年可去除高达5600万吨二氧化碳；同时部署电力、热力和氢能路径比单一路径更具成本效益。
协调部署生物能源与碳捕获和封存
大规模BECCS部署面临协调挑战：交易可持续生物质、共享二氧化碳基础设施，以及协调国际政策以提供收入来源。
巴西生物能源与碳捕集与封存（BECCS）综述
在巴西，技术因素并非乙醇生产中BECCS（生物能源与碳捕集与封存）的障碍，但若无强化采油技术，任何工厂在经济上均不可行；远离东南部地区时，二氧化碳运输成本会显著增加。
气候变化减缓的新视角——引入基于生物质与碳捕集与封存的负碳氢能生产技术（HyBECCS）
到2030年，碳负氢（HyBECCS）技术每年可为德国减少849万至1706万吨二氧化碳当量；其生产成本需低于每公斤4.30至10.44欧元才具备竞争力。