加拿大薩斯喀徹溫省的邊界壩發電站3號機組在經過長期改造後，將於今年晚些時候啟動，這將是骯髒的煤電歷史上的一個歷史性時刻。這將是首次有商業規模的發電廠向電網供電，同時捕獲並儲存其大部分二氧化碳排放。“我們正在引起世界各地的關注，”省政府所有的工廠運營商薩斯克電力公司（SaskPower Corporation）執行長羅伯特·沃森（Robert Watson）在里賈納表示。該公司計劃每年向加拿大卡爾加里的石油公司Cenovus Energy出售約100萬噸二氧化碳，這相當於3號機組排放量的90%。該公司將把壓縮氣體透過管道輸送到地下深處，以沖刷出頑固的石油儲量。
該專案原計劃於4月啟動，但由於翻新延遲而被推遲。它看起來將在密西西比州肯珀縣一家規模更大、新建的先進煤電廠之前啟動。該電廠由佐治亞州亞特蘭大的南方公司（Southern Company）子公司密西西比電力公司（Mississippi Power）運營。該電廠將把低品位煤褐煤轉化為可燃燒氣體，其設計目標是每年捕獲350萬噸二氧化碳，約佔其產生量的三分之二。與邊界壩發電站一樣，它也將出售該氣體用於石油開採。
人們對碳捕獲和儲存（CCS）的成本仍然存在擔憂。這項技術進展極其緩慢，反映出人們對大型專案融資缺乏熱情。然而，巴黎的國際能源署（IEA）表示，如果沒有碳捕獲和儲存，到2050年將電力脫碳到足以實現國際氣候目標，可能會多花費40%的成本。但這這兩個專案為碳捕獲和儲存的支持者帶來了一些值得歡呼的理由。“今年對碳捕獲和儲存來說非常重要，”英國愛丁堡大學的地質學家斯圖爾特·哈澤爾丁（Stuart Haszeldine）說。
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這個概念並非天方夜譚：石油行業將二氧化碳透過管道輸送到地下以幫助石油開採已經有近半個世紀的歷史了。它已經從工業專案中購買了一些供應，這些專案通常會在處理天然氣或製造化肥等過程中分離出氣體（請參閱“碳捕獲”）。小型碳捕獲和儲存試點專案也展示了溶劑如何從發電廠的渦輪機中捕獲二氧化碳。“這項技術已經準備就緒，”馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院的碳捕獲和儲存研究員霍華德·赫爾佐格（Howard Herzog）說。“問題是，沒有制定政策來使專案在經濟上可行。”
分離和儲存二氧化碳所需的額外裝置和能源意味著這兩個開創性的電力專案都不便宜。兩者都依賴於政府補貼、電價上漲和特定的當地情況的結合才能啟動，而其他嘗試都以失敗告終。肯珀縣專案耗資52億美元，密西西比電力公司預計將把當地電價提高24%以收回大約一半的成本。邊界壩改造專案將耗資13億加元（12億美元），薩斯克電力公司（該省唯一的電力供應商）希望在未來三年內將價格提高15.5%。薩斯克電力公司決定對該工廠進行改造，部分原因是為滿足加拿大將於2015年開始限制新舊機組排放的法規。
邊界壩還將透過分離出一股二氧化碳支流用於一項名為Aquistore的實驗，從而為研究提供幫助。該專案將每年注入高達30萬噸的氣體（取決於Cenovus的運營情況），注入到3.5公里深的鹽水含水層（一層薄薄的浸泡在鹽水中的多孔岩石）中進行儲存。
與石油公司不同，Aquistore將密切監測氣體的去向。
從更大的範圍來看，碳捕獲和儲存的進展仍然停滯不前。僅煤炭燃燒一項就在2012年向全球排放了150億噸二氧化碳，佔二氧化碳排放總量的43%；到2050年，需要數千個碳捕獲和儲存專案才能達到顯著減少排放的目標。2009年，國際能源署釋出了一份路線圖，呼籲到2020年建立100個大型碳捕獲和儲存專案，但去年7月，由於專案未能實現，它將目標下調至僅30個。專家表示，這仍然是雄心勃勃的目標。問題在於，發電站和鋼鐵廠或水泥廠等大型排放者沒有經濟動機來捕獲和掩埋其廢氣。“碳捕獲和儲存進展緩慢，非常密切地反映了全球氣候政策的雄心，”國際能源署碳捕獲和儲存部門負責人尤霍·利波寧（Juho Lipponen）說。例如，人們沒有徵收碳排放稅的意願。
一些人認為，在碳捕獲和儲存技術尚不確定、昂貴且尚未大規模驗證的情況下，對碳設定高價格或制定嚴格的排放標準毫無意義。但碳捕獲和儲存專家反駁說，隨著工程經驗的積累，捕獲技術將迅速變得更便宜，而且考慮到適當的地質條件，儲存氣體是可能的。
愛丁堡大學研究碳捕獲和儲存政策的維維安·斯科特（Vivian Scott）表示，這兩個煤炭碳捕獲和儲存工廠雖然成本高昂，但具有全球意義，因為它們可以幫助結束這種惡性迴圈。他說，如果它們取得成功，它們可以證明碳捕獲和儲存可以在商業規模上實現，並且“打破這個兩難困境”。
本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2014年4月29日首次發表。