本文2293字，阅读约需6分钟

摘要：“碳回收”作为有助于实现碳中和的新一代技术备受关注。本连载将介绍欧美在碳回收方面的先进案例，以及日本碳回收的现状和未来的课题。本期将对碳回收进行概述，并阐明其对日本实现碳中和目标的重要性。

关键词：碳回收、碳中和、CCUS、二氧化碳排放、化石燃料

近年来，全球变暖加剧，世界各地频繁发生酷暑、洪水等气象灾害。水资源问题、自然生态系统崩溃、人类健康和生活以及工业和经济受损等负面影响正在世界各地显现，因此世界各国都在努力减少其罪魁祸首——二氧化碳的排放。

在此背景下，亟需开发和利用有助于减少二氧化碳排放量的新技术。可对大气中二氧化碳进行分离、回收和利用的“碳回收”便是其中备受关注的新技术之一。在日本政府于2020年10月公布的《2050年碳中和绿色增长战略》中，将碳回收定位为“实现碳中和社会的关键技术”之一，是国家层面关注的新型重要技术领域。

本连载将介绍欧美在碳回收方面的先进案例，以及日本碳回收的现状和未来的相关课题。

什么是“碳回收”？——与CCUS的区别

碳回收从大气中分离和回收二氧化碳作为碳资源，并将回收的二氧化碳重新用于各种行业（钢铁工业、化学工业等）。

碳回收常与CCUS混淆。CCUS是Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage的缩写，是分离、回收、储存二氧化碳并将其用于其他用途的技术的总称，而碳回收是指将回收的二氧化碳转化为其他物质（化学产品、生物燃料等）并进行再利用的技术。

图1 CCUS与碳回收的关系

来源：QUNIE根据经济产业省“碳回收技术路线图（2019年6月）”制成

不同国家和地区的脱碳道路

为何碳回收会成为对于日本十分重要的技术领域？在回答这个问题之前，首先来看看包括碳回收在内的脱碳化措施的总体情况以及各国措施的特点。

图2 与二氧化碳排放相关的总流程

如图2所示，人类使用各种能源（包括转换后的电能）来支持日常生活、生产和经济活动。简而言之，使用汽车、火车、轮船、飞机等来运送人和货物，并在销售和消费物品后，对废物进行处理和回收。

这种能源使用方式普遍存在于许多国家和地区。而实施脱碳措施的方法和影响因国家而异。这是因为各个国家的能源资源储量和生产、消费等特征不同，能源构成情况和各行业的二氧化碳排放量也不同。

例如，在中国、美国等国土面积较大的国家，可再生能源（太阳能发电、风力发电等）规模较大，未来也有充分的开发潜力；法国、芬兰、波兰、瑞典等欧洲国家的核电规模较大。在这些国家，有望从能源开发阶段就使用绿色能源。

为什么“碳回收”对日本很重要？

众所周知，日本国土面积较小，几乎没有大型太阳能发电的开发潜力，核电更是十分严峻。因此，在脱化石燃料方面，预计将使用海上风力发电，但其大规模引入面临着对渔业的影响和如何降低成本等课题。

图3 欧洲与日本海上风力发电的比较

来源：QUNIE基于东京大学公共政策研究生院《不同风力条件下日本和欧洲海上风力发电经济性的比较－如何减轻由海上风力发电扩大带来的国民负担－（本部和彦立花庆治）》制成

尽管日本国土面积相对较小，却是世界上人口数量排名第11位的国家。从图2所示的“②发电”到“⑤销售和消费”来看，日本有着高度的工业化水平，消费旺盛，生活水平高。因此，日本的二氧化碳排放量较大，占世界总量的3.1%（2021年为10亿5370万吨），仅次于中国、美国、印度和俄罗斯，排名第五。

另一方面，日本的能源资源依赖进口，用于发电的化石燃料（二氧化碳排放的主要来源）占71.7%（2021年）。虽然日本的发电效率和日常生活、生产活动中的节能技术极为出色，但如上所述，绿色能源（可再生能源和核电）的推广并不能像欧美那样推动脱碳化。

此外，在“④交通·物流”中，有望通过汽车电动化来减少二氧化碳排放，但如图4所示，必须从生命周期评估（LCA）的角度来考虑二氧化碳排放。近年的国际标准是对从原材料采购到零部件、蓄电池、汽车制造再到行驶、废弃的整体供应链的减排效果进行评价。因此，如果日本不降低化石燃料发电的比例，就很难实现供应链整体的减排。

图4汽车二氧化碳排放边界图（Tank to Wheel、Well to Wheel、LCA）

来源：QUNIE基于环境省税制整体绿色化推进研讨会第2次会议资料2-2以《关于汽车二氧化碳排放量边界问题》制成

考虑到日本的情况，碳回收可以说是日本实现碳中和目标的重要脱碳手段之一。

碳回收对脱碳的影响

下文将具体介绍碳回收对脱碳的影响。

图5 2019年日本各行业二氧化碳排放量排行

来源：QUNIE基于环境省《2019年温室气体排放量（确定值）》制成

碳回收技术可将二氧化碳作为资源用于各个领域和行业（日本自1980年代开始开发将二氧化碳转化为有机燃料并重复使用的技术）。其中钢铁行业、建材、混凝土和水泥等化工行业以及道路和土木工程行业等是可利用碳回收技术的代表性行业。

如图5所示，从2019年日本工业部门的能源相关二氧化碳排放量来看，各行业中钢铁行业的二氧化碳排放量最大，占总体的40%；其次是化工和机械制造行业，这三个行业占总排放量的65%。也就是说，碳回收技术可以推进二氧化碳排放量最大的行业脱碳。

例如，在混凝土和水泥行业，即使所有能源都被绿色电力和燃料替代，减排效果也仅为40%左右，而碳回收技术/CCUS技术或将是减少剩余60%的最有效方法。在实现碳中和目标的过程中，最后的堡垒——碳回收是不可或缺的技术。

更有效地利用碳回收所需的视点

未来，应该如何普及有望为脱碳做出巨大贡献的碳回收并进一步推进脱碳化？

目前，引进碳回收技术的初期投资成本较高，投资回收期较长。也就是说，要想推进整体脱碳，就需要降低碳回收技术的引进成本，并在主要行业实现大规模规模引入。

为了解决这一问题，不仅需要技术创新，商业模式的创新也极为重要。一家公司的努力是有限度的，需要产官学通力合作。此外，对于主要行业的大规模引入，不仅要实现成本的降低，自治体和政府的支持政策、新行业的规则制定和新生态系统的形成等也必不可少。

翻译：李释云

审校：刘翔

李涵

通稿：李涵

获取原文

如需原文信息，请联系邮箱获取：support@aipatent.com（请注明“获取日文原文”）

征稿启事

应部分读者建议，本公众号现开放投稿，面向企业及科研机构人员征集稿件，可以分享技术信息、学术类论文、科研成果以及研究见解等。

投稿请发送至邮箱：support@aipatent.com（请注明“AIpatent公众号”来稿）

语智海报.png

“碳回收”对于日本实现脱碳目标至关重要的原因

【视角】欧洲的安全保障与低碳能源