大规模消除二氧化碳的政策激励：分析与建议（英）

规模二氧化碳去除的政策激励：分析与建议 詹姆斯·博伊德、艾米丽·乔纳、艾伦·克鲁普尼克和迈克尔·托曼 报告24-032024年2月 关于作者 詹姆斯·博伊德istheassociatevicepresidentforresearchandpolicyengagement,aseniorfellow,andThomasKlutznickchairinEnvironmentalPolicyatRFF.Heconductspolicyandeconomicanalysisrelatedtoforestry,nature-basedclimatesolutions, 和自然资源管理。他在宾夕法尼亚大学沃顿商学院获得博士学位，并曾在斯坦福大学和圣路易斯华盛顿大学担任客座教授。他曾共同指导国家社会环境综合中心。博伊德与来自政府，非政府组织和私营部门机构的不同合作伙伴合作，并强调决策者和学术研究人员之间的密切合作，以产生在现实世界中有用和实用的科学。 EmilyJoiner是RFF的研究助理。她从事一系列主题，包括二氧化碳去除，农业减排以及野火风险影响和缓解。她获得了亚利桑那州立大学的可持续发展和经济学双学士学位，以及亚利桑那大学（UA）的农业和资源经济学硕士学位。在加入RFF之前，她曾在UA的水资源研究中心，巴比特土地和水政策中心以及吉尔伯特市水务部门实习。Joier的研究兴趣包括非市场估值方法，收益成本分析及其监管意义以及美国西部的水经济学。 AlanKrupnick他是RFF的高级研究员，也是石油和天然气行业的专家，该行业和工业部门减少温室气体排放，以及成本效益分析。特别是，Krpic最近的研究重点是绿色公共采购，脱碳氢和税收抵免以及开发绿色天然气市场。他的投资组合还包括指导我们与NASA的VALUABLES计划所涵盖的信息议程的价值，降低哮喘风险的评估，估计统计寿命的价值以及监管改革的问题。 迈克尔·托曼在世界银行发展研究小组、兰德公司和美洲开发银行任职后，于2021年回到RFF担任高级研究员。迈克从1994年至1996年担任白宫经济顾问委员会的高级职员经济学家 。他目前的研究兴趣包括减少农业温室气体排放，脱碳的关键矿物，减排信用额度的市场以及发展中国家的气候变化政策。Mie拥有印第安纳大学的学士学位，并申请了硕士学位。布朗大学数学，罗切斯特大学经济学硕士和博士学位。 关于RFF 未来资源(RFF)是华盛顿特区一家独立的非营利性研究机构。其使命是通过公正的经济研究和政策参与来改善环境、能源和自然资源决策。 这里表达的观点是作者个人的观点，可能与其他RFF专家、官员或董事的观点不同。 关于封面 本报告封面上的图像由Climeworks提供。Climeworks没有参与本报告的制作，也不支持其中包含的任何观点。 分享我们的工作 我们的工作可在归因-非商业-NoDerivatives4.0国际（CCBY-NC-ND4.0）许可证下进行共享和改编。您可以以任何媒介或格式复制和重新分发我们的材料；您必须给予适当的信用，提供许可证的链接，并指出是否进行了更改，并且您可能不会应用其他限制。您可以以任何合理的方式这样做，但不得以任何方式暗示许可方认可您或您的使用。 您不得将材料用于商业目的。如果在材料上重新混合、变换或构建，则不得分发修改后的材料 。有关更多信息，请访问https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. Contents 1. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. 5. 5.1. 5.2. 5.3. 2 5.4.运输和储存18 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. 6. 6.1. 6.2. 2 6.3.运输和储存33 6.4. 6.5. 7. 7.1. 7.2.实现具有成本效益的政策：上限与交易或碳定价带有CDR(CAT+和CP+)38 7.3. 7.4. 7.5.超调和净负排放的必要性 （超越中世纪）46 7.6. 8. 9. 1.Introduction 2 许多分析师得出的结论是，大量的大气二氧化碳(CO）必须在未来几十年内被捕获并永久存储，以实现遏制气候变化的国际目标，即使采取积极措施限制温室气体（GHG）排放 。实现温室气体净零排放所需的二氧化碳去除量(CDR)构成了技术挑战,需要在CDR能力和部署方面取得重大进展。所需规模的CDR将是昂贵的,特别是在短期内。它还可以通过对社区的溢出效应，土地利用的变化以及用电量的大幅增加来构成社会和环境挑战。本报告讨论了美国在扩大CDR方面面临的挑战，建议立即采取政策行动来改善和扩大CDR，并讨论了长期政策框架，通过这些框架，CDR可以在美国实现温室气体净零排放方面发挥必要作用。特别是，我们建议-重要的警告-将CDR激励措施与基于激励的机制相结合，以长期缓解温室气体。 如Smith等人(2023年)所观察到的,尚未有国家设定清除目标。 目前的美国政策鼓励一些CDR通过补贴增加森林碳储存，碳捕获和储存（CCS）与生物能源和直接空气捕获。最近的各种政策措施，包括2022年《降低通胀法案》中的金融激励措施，都在增加CDR刺激。但是，消除差距的大小以及对近期初始投资与长期技术发展和扩大规模的政策重点表明，有必要加强现行政策。and考虑长期政策，以诱导所需数量的CDR容量。 值得注意的是，激励和资助CDR必要水平的政策的性质和设计很少受到关注，这一监督日益得到认可（Honegger2023；Meyer-Ohlendorf和Spasova2022；Schenuit等人2021）。 “迫切需要全面的政策支持，以刺激CDR的增长”(Smith等人，2023年，39)。“在任何接近这里预计规模的地方，CDR都需要强有力的政策激励……和公共投资 ……”(Fuhrman等人，2023年，9)。 1专注于BECCS部署的一个例外是Zetterberg等人（2021年）。 到本世纪中叶大幅扩大全球CDR将是一项技术挑战。这也将是气候政策的挑战。核心政策问题包括: •从长远来看，政策如何创造私人提供CDR所需的激励措施？ •如果私营部门对CDR的投资仍然受到高成本或其他限制的限制，政府可能会采取什么措施来扩大CDR？ •随着时间的推移，哪些政策将改善CDR技术并降低成本？ •CDR和GHG减排政策如何相互作用，对CDR政策设计有何影响？ 本报告还讨论了补充政策，以应对扩展不同CDR方法时出现的一系列其他问题： •哪些措施可以解决CDR的环境和社会后果，从而改善否则可能导致的负面社区反应？ 2 •除了技术和经济障碍，还需要解决CDR部署的其他障碍吗？两个例子：健康和安全措施，以及工业捕获设施、温室气体储存设施和CO的选址和监管管道。 我们的重点是美国政策，尽管我们分析的重要方面也与其他国家相关。此外，美国政策将引发国际问题，例如 国外的CDR项目是否可以被美国排放者用来抵消其排放。美国应该在CDR部署和政策制定中发挥主导作用，因为它是全球第二大温室气体排放国，相应地 需要抵消残留排放。此外，鉴于美国的财富、强大的机构、技术创新的能力以及适合基于自然的清除和储存基础设施的大量土地，美国在生产CDR方面处于强大的竞争地位。美国也有一套现有的，尽管有限，但可以建立的清除激励措施。 报告组织如下。第2节解释了迫切需要去除二氧化碳作为减排的补充。第3节介绍了可以提供CDR的各种技术，它们的开发状况及其成本。第4节列出了我们分析当前和建议的CDR政策的标准。第5节回顾了今天的美国CDR政策，并强调了CDR部署的政策差距 、弱点和其他障碍。 第6节对新政策和现有政策的修改提出建议，以加速CDR技术开发和更大规模的CDR投资 。它还为解决CDR的环境和其他社区影响提出建议，并建议与例如允许CO相关的补充政策 2pipelinesandstoragefacilities.TherecommendationsinSection6 可以被认为是可以促进向政策过渡的政策“入口” 架构与净零目标一致。然而，第6节中讨论的政策步骤不会驱动足够的CDR投资来满足净零目标。 第7节探讨了继续向净零过渡所需的更雄心勃勃的中世纪CDR政策架构，并比较了成本效益、公平性和可行性方面的选择。第8节总结了一些最终观察结果。 2.净零：目标与差距 由于温室气体排放量的增长并未像2015年《巴黎协定》（《巴黎协定》本身只是大幅削减温室气体排放量的第一步）所设想的那样被削减，许多观察家得出结论认为，国际公认的目标是将全球平均气温上升限制在低于2.0°C。并且尽可能接近1.5°C，如果没有CDR.2的大幅增加是不可行的。净零需要深度减排和清除排放量（净零中的“净” ）。 抵消经济或技术上不切实际的残余排放。 2 此外，净负排放去除(超过和超过净零经济所实现的)将是必要的，以减少大气CO的库存 如果排放“超调”，则达到温度极限的轨迹。 2 由于这些原因，迫切需要大规模增加CDR。多少新CO需要去除取决于全球排放途径的时间 。然而，美国国家科学院(2019)估计，全球范围内，10Gt的CDR 到2050年每年需要20Gt，到2100.3每年需要20Gt。这些数字与Smith等人（2023）报告的更详细的情景范围一致，他们报告的范围为6.8Gt到16Gt每年达到净零，并且在本世纪的最后几十年中更大。 史密斯等人。（2023）还报告说，全球每年约有2Gt被清除。这意味着需要到2050年将全球每年的清除量增加五倍，到2100年将其增加10倍。尽管在接下来的27年中，全球减少五倍似乎并不具有挑战性，但目前的2GtCDR中有99.99％来自植树造林，重新造林和以碳为导向的森林管理实践。这种形式的。 去除面临着自然的生物物理限制（可用土地面积，合适的气候和土壤条件），更不用说与农业和牧场向森林的大规模转化相关的社会和经济权衡。这意味着大多数新的CDR必须来自尚未大规模部署的新技术。 2015年《巴黎协定》反映了各国对温室气体减排的自愿承诺，而这又反映了各国的经济发展状况。1992年《联合国气候变化框架公约》第3条也允许“共同但有区别的责任”。展望本世纪中叶，如何 2Smith等人（2023）；负排放联盟（2021）；环境保护基金（2021）；制定二氧化碳去除和可靠封存研究议程委员会等。（2019）；IPCC（2018）；世界资源研究所（n.d.）。这些来源还提供了温度目标的背景；此外，请参阅IPCC（2018）。 3作为参考，美国目前每年排放约5Gt。 （当前）低收入和中低收入国家可能会进行大量脱碳？为了使世界在本世纪中叶实现全球净零排放，发达经济体国家必须将净排放量定为负，以抵消其他地方的持续排放。 在图1中，条形图代表实现净零排放所需的减排总量（ER）和CDR。在现状下，两者都不足以满足净零排放目标-即CDR不足以抵消残留排放。必须通过扩大ER和CDR来解决净零缺口。 图1.现状：CDR或ER不够 在净零经济中，缺口由扩大的ER和CDR填补。实施ER措施后剩余的所有残留排放都由CDR 抵消（图2）。 图2.中世纪净零：CDR删除剩余排放 程式化的图表提出了两个重要的政策问题。在净零经济中，ER和CDR的正确平衡是什么，以及什么政策机制将最好地实现这种平衡？在第6-7节中，我们讨论了不同的政策方法。 3.二氧化碳去除技术和成本 3.1.技术选择 2 CDR包括几个过程，CO故意从大气中移除，并长期储存在陆地、海洋、地质或产品储层 中(IPCC2022a)。 ARI（植树造林，重新造林和改善森林管理）包括为扩大森林碳汇（包括储存在土壤中的碳）而采取的行动；它包括储存在木质产品中的收获碳。5我们将这一系列活动称为简单的植树造林，因为植树造林（将土地转化为森林）和植树造林（在收获或火灾干扰后重新种植森林，疾病或害虫)对我们的建议不重要。 BC（生物炭）是在有限的氧气下将