[论文解读] Immediate deployment opportunities for negative emissions with BECCS: a Swedish case study

Henrik Karlsson, Timur Delahaye+3 more|arXiv (Cornell University)|May 22, 2017

Carbon Dioxide Capture Technologies参考文献 1被引用 5

一句话总结

本研究利用现有的生物能源设施，评估了瑞典境内立即部署BECCS的潜力，结果显示负排放能力可达每年2000万吨——占2014年全国温室气体排放量的39%。在当前碳税水平下，BECCS可实现每年1670万吨的负排放，同时带来每年超过6亿欧元的社会成本节约，使其在经济上具有竞争力，并可立即在制浆与电力行业实施。

ABSTRACT

To meet the 2°C target and, in particular the 1.5°C target defined in the Paris Agreement, rapid scaling-up of BECCS (Bio-Energy with Carbon Capture and Storage) and other negative emissions technologies (NETs) is essential. Recent research on BECCS has mainly focused on biophysical and sustainability limitations to multi-Gigatonne deployment in the latter half of this century. However, this paper focuses on the critical short-term opportunities for immediate deployment, considering solely existing bio-energy facilities in Sweden as a case study. We show that the immediate potential for BECCS in this country amounts to 20 Mt annually. This corresponds to 39% of total GHG emissions in 2014 in Sweden. The current costs for implementing BECCS at this level is compared to the present carbon taxes and other incentives. We show that including BECCS in the carbon tax incentive mechanism at current incentive levels would yield 16.7 Mt of negative emissions annually with an estimated societal cost saving of more than 600 M e annually, when compared to current incentive marginal abatement costs. We conclude that Sweden is ideally positioned for immediate BECCS deployment.

研究动机与目标

• 评估利用现有生物能源设施在瑞典立即部署BECCS的潜力。
• 评估BECCS相对于瑞典现行碳定价和激励机制的经济可行性。
• 识别哪些工业部门可通过BECCS部署实现具有成本竞争力的负排放。
• 量化在现有政策框架下大规模部署BECCS所带来的社会成本节约。
• 通过展示BECCS作为近期低成本减排选项，支持瑞典实现国家气候中和目标。

提出的方法

• 从E-PRTR数据库（2014年数据）中获取瑞典境内96家生物源CO2排放设施的数据。
• 基于距水体距离（≤25公里）、年总CO2排放量（>300 kt/y）以及非零生物源排放，筛选出相关设施。
• 利用文献和专家评估中的行业特定范围，估算CO2捕集成本。
• 根据距水体的距离和地质储存适宜性，计算运输与封存成本。
• 将BECCS的边际减排成本与瑞典碳税（110欧元/吨CO2）及欧盟排放交易体系（EU ETS）价格进行比较。
• 通过将BECCS部署与当前基于激励的减排策略进行对比，建立成本节约模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 利用现有生物能源设施，瑞典在多大程度上具备立即部署BECCS的潜力？
• RQ2 通过BECCS实现负排放的边际成本与当前瑞典碳税及欧盟ETS价格相比如何？
• RQ3 瑞典的哪些工业部门可通过BECCS实现具有成本竞争力的负排放？
• RQ4 在现有政策激励下，大规模部署BECCS可实现多大程度的社会成本节约？
• RQ5 BECCS在多大程度上可助力瑞典实现2045年国家气候中和目标？

主要发现

• 瑞典具备立即部署BECCS的潜力，容量达每年2000万吨CO2，相当于其2014年温室气体排放量的39%。
• 在当前碳税水平下，BECCS可实现每年1670万吨CO2的负排放，预计每年可带来超过6亿欧元的社会成本节约。
• 制浆与造纸行业在负排放成本方面最具竞争力，低于瑞典110欧元/吨CO2的碳税水平。
• 若碳捕集与封存（CCS）成本维持在估算范围的低位，电力与热力生产行业可实现经济可行的负排放。
• 水泥行业因生物源CO2排放量不足，无法实现具有成本效益的BECCS。
• BECCS的部署可使瑞典实现净负排放，成为首个实现碳中和的福利国家，并在负排放技术领域具备全球领导潜力。