science >> Wetenschap >  >> Natuur

Waarom commercialisering van koolstofafvang en -vastlegging is mislukt en hoe het kan werken?

Figuur 1:Weten hoe een nikkelijzersulfidekatalysator helpt om kooldioxide te reduceren tot koolmonoxide en andere op koolstof gebaseerde producten, zou kunnen leiden tot technologieën die kooldioxide in de atmosfeer kunnen omzetten in industrieel bruikbare chemicaliën. Tegoed:Unsplash/CC0 Publiek domein

Er zijn 12 essentiële kenmerken die verklaren waarom commerciële projecten voor het afvangen en vastleggen van koolstof in de VS slagen of mislukken. Onderzoekers van de Universiteit van Californië in San Diego zeggen in een recente studie gepubliceerd in: Brieven voor milieuonderzoek .

Koolstofafvang en -vastlegging (CCS) is steeds belangrijker geworden bij het aanpakken van klimaatverandering. Het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering (IPCC) vertrouwt sterk op de technologie om tegen lage kosten CO2-neutraal te worden. Aanvullend, het is een van de weinige koolstofarme technologieën in het door president Joseph R. Biden voorgestelde plan voor schone energie van 400 miljard dollar dat tweeledige steun verdient.

In de laatste twee decennia, particuliere industrie en overheid hebben tientallen miljarden dollars geïnvesteerd om CO . af te vangen 2 van tientallen industriële en energiecentrale bronnen. Ondanks de uitgebreide steun, deze projecten zijn grotendeels mislukt. In feite, 80 procent van de projecten die de technologie voor het afvangen en vastleggen van koolstof op de markt willen brengen, is op een mislukking uitgelopen.

"In plaats van te vertrouwen op casestudies, we besloten dat we nieuwe methoden moesten ontwikkelen om systematisch de variatie in projectresultaten te verklaren waarom zoveel projecten mislukken, " zei hoofdauteur Ahmed Y. Abdulla, research fellow bij het Deep Decarbonization Initiative van UC San Diego en assistent-professor mechanische en ruimtevaarttechniek aan de Carleton University. "Door te weten welke kenmerken van CCS-projecten het meest verantwoordelijk zijn geweest voor eerdere successen en mislukkingen, kunnen ontwikkelaars niet alleen fouten uit het verleden vermijden, maar ook clusters van bestaande, CCS-projecten op korte termijn die meer kans van slagen hebben."

Hij voegde toe, "Als we kijken naar de grootste steekproef van Amerikaanse CCS-projecten die ooit zijn bestudeerd, en met uitgebreide steun van mensen die deze projecten in het verleden hebben geleid, we hebben in wezen een checklist gemaakt met attributen die ertoe doen en hebben gepeild in hoeverre elk van hen dat doet."

Geloofwaardigheid van incentives en inkomsten is de sleutel

De onderzoekers ontdekten dat de geloofwaardigheid van inkomsten en prikkels - functies van beleid en politiek - tot de belangrijkste kenmerken behoren, samen met kapitaalkosten en technologische gereedheid, die in het verleden uitgebreid zijn bestudeerd.

"Beleidsontwerp is essentieel om de industrie te helpen commercialiseren, omdat CCS-projecten vooraf een enorme hoeveelheid kapitaal vereisen, " De auteurs, bestaande uit een internationaal team van onderzoekers, Opmerking.

De auteurs wijzen op bestaand geloofwaardig beleid dat als stimulans fungeert, zoals de uitbreiding van het belastingkrediet van 45Q in 2018. Het biedt bedrijven een gegarandeerde inkomstenstroom als ze CO . vastleggen 2 in diepe geologische opslagplaatsen.

De enige grote stimulans die bedrijven tot nu toe hebben gehad om hun investeringen in het afvangen van koolstof terug te verdienen, is door de CO . te verkopen 2 aan olie- en gasmaatschappijen, die het vervolgens in olievelden injecteren om de extractiesnelheid te verhogen - een proces dat verbeterde oliewinning wordt genoemd.

Het belastingkrediet van 45Q stimuleert ook een betere oliewinning, maar tegen een lagere prijs per CO 2 eenheid, vergeleken met toegewijde geologische CO 2 opslag.

Naast de verkoop aan olie- en gasbedrijven, CO 2 is niet bepaald een kostbaar goed, er zijn zo weinig haalbare businesscases om een ​​CCS-industrie in stand te houden op de schaal die nodig is of wordt overwogen om het klimaat te stabiliseren.

"Als het expliciet is ontworpen om de geloofwaardigheid aan te pakken, overheidsbeleid kan een enorme impact hebben op het succes van projecten, " zei David Victor, co-leider van het Deep Decarbonization Initiative en hoogleraar industriële innovatie aan de School of Global Policy and Strategy van UC San Diego.

Resultaten met deskundig advies van projectmanagers met praktijkervaring

Hoewel de technologische gereedheid uitgebreid is onderzocht en essentieel is om de kosten en het risico van CCS te verminderen, de onderzoekers keken verder dan de technische en technische economie om te bepalen waarom CCS zo'n risicovolle investering blijft. In de loop van twee jaar, de onderzoekers analyseerden openbaar beschikbare gegevens van 39 Amerikaanse projecten en zochten expertise bij CCS-projectmanagers met uitgebreide, ervaring uit de echte wereld.

Ze identificeerden 12 mogelijke determinanten van projectresultaten, die technologische gereedheid zijn, geloofwaardigheid van prikkels, financiële geloofwaardigheid, kosten, regelgevende uitdagingen, last van CO 2 verwijdering, oppositie van industriële belanghebbenden, publieke oppositie, nabijheid van de bevolking, invloed op de werkgelegenheid, fabriekslocatie, en de honger van het gastland naar de ontwikkeling van fossiele infrastructuur.

Om de relatieve invloed van de 12 factoren bij het verklaren van projectresultaten te evalueren, de onderzoekers bouwden twee statistische modellen en vulden hun empirische analyse aan met een model dat was afgeleid van expertbeoordeling.

De experts onderstreepten alleen het belang van geloofwaardigheid van inkomsten en incentives; de overgrote meerderheid van de succesvolle projecten regelde vooraf de verkoop van hun afgevangen CO 2 voor een betere oliewinning. Ze zorgden vooraf voor onvoorwaardelijke prikkels, het versterken van de perceptie dat ze op veilige financiële basis rustten.

De auteurs concluderen dat modellen in de studie - vooral wanneer ze worden aangevuld met de gestructureerde uitlokking van deskundig oordeel - waarschijnlijk de representaties van CCS-implementatie in energiesystemen kunnen verbeteren.

"Beoordelingen zoals die van ons versterken zowel ontwikkelaars als beleidsmakers, ", schrijven de auteurs. "Met gegevens om CCS-projecten op korte termijn te identificeren die meer kans van slagen hebben, deze projecten zullen de kiemen worden waaruit een nieuwe CCS-industrie ontspruit."