碳捕获很昂贵，因为物理

碳捕获和封存是昂贵的，因为它包含三个部分，每个部分都面临着自己的昂贵挑战：捕获，分配和封存。产生的CO2的质量是燃烧的煤或甲烷*的2-3倍，并且每单位的运输难度要比煤炭高，因此捕获，分配和封存的成本通常是在相同条件下的成本的几倍。煤或甲烷。

多少钱？

根据一个促进碳捕获和封存的组织的说法，每吨二氧化碳的成本为120-140美元。一兆瓦时的煤炭生产成本将从168美元增加到196美元。每千瓦时16.8至19.6美分，这使现有的燃煤电厂不可能深入到无利可图的领域。甲烷发电厂每兆瓦时的二氧化碳排放量较少，因此其基本成本将增加9.5至约11美分/千瓦时，通常在5至7美分之间。任何公用事业公司都不​​会购买每千瓦时批发价20至25美分的煤炭发电和每千瓦时批发价15至18美分的甲烷发电。

碳如何捕获？

有两种通用的碳捕获方法，每种方法都有不同的挑战。

排放源处的碳捕集通过一系列催化剂，吸附剂和其他技术使燃煤和天然气发电厂的废气排放减少。

发达国家的燃煤厂已经具有用于硫磺的洗涤塔和用于颗粒物的过滤器。在这两个步骤上再加一步是另外一个步骤。

最初设计煤和甲烷的烟道非常简单，排放的热量克服了重力，烟气则向上和向下流动。每次添加过滤和洗涤功能，废热排放的能力就会降低。现在，电力被用于操作风扇，这些风扇推动排放物通过各个过滤点。这要花钱，或者被认为是发电站的辅助电力负荷，而辅助电力的每一个点都是他们没有赚到的钱。

捕获二氧化碳通常使用吸附剂，多孔陶瓷过滤器来捕获二氧化碳并使其他所有物质通过。他们期望在一定温度范围内的气体和一组组件能够有效运行。要达到这些条件，可能需要进一步冷却排放物或进行其他处理。这些都增加了成本。

吸收剂是有效的陶瓷纳米过滤器。必须迫使空气通过它们。这需要更大的风扇和更多的电力，再次增加了成本。

排放的二氧化碳多于燃烧的煤炭或天然气。CO2是由化石燃料中的碳与来自大气中的氧气的化学反应形成的。氧气的原子质量低于16。碳的原子质量超过12。在一个较轻的原子上添加两个较重的原子意味着将煤中碳的重量以CO2的形式排放约3.67倍。煤炭的碳含量约为51％，因此二氧化碳的重量约为煤炭重量的1.87倍。燃烧的甲烷（CH4）产生的重量约为CO2的2.75倍。这意味着捕获和处理CO2的机制的规模可能比首先燃烧煤和天然气的机制更大。捕获大量CO2所需的能量是不平凡的。

通常，将吸附剂滴入热液浴中以释放捕获的CO2。加热水需要能量，而加热水需要大量能量。燃煤和天然气工厂中有大量废热，因为燃烧燃煤和天然气所产生的大部分能量都被浪费为热量，所以这不是一个大问题，但是必须将热量以正确的量定向到正确的位置。同样，更多的风管工作，更多的处理，更多的风扇和更多的控件。更多费用。

捕获时的二氧化碳是气体。非常分散。为了存储它，必须将其压缩或液化。通过冷却进行压缩和液化都是非常耗能的过程。更多费用。

通常必须将二氧化碳存储在现场以准备运输。考虑到二氧化碳的重量是煤炭的1.87倍，并且二氧化碳必须以压缩或液化形式存储，这就需要非常大的压力容器或非常大的压力和隔热容器。相比之下，煤炭可以在使用前堆放在地面上。这意味着与原料相比，废水需要更多的存储和处理费用。

空气中的碳捕集忽略了碳排放的来源，就像工厂从大气中的周围CO2排放出来的气体一样，目前百万分之四百。空气碳捕获避免了某些问题，但增加了其他问题。

通过使用空气，大大降低了对温度和引起吸附剂效率低下的污染物的担忧。400ppm的空气中的二氧化碳浓度比燃煤或燃气电厂的排放量低得多。这意味着必须迫使更多的空气通过吸附剂，并且没有``免费的''辅助动力来进行此操作，但必须购买吸附剂。仍必须将吸附剂放入加热的液体中以释放二氧化碳和热水是非常昂贵的。因此，Global Thermostat的解决方案是在需要将CO2用作原料的场所使用工业废热，从而使工业废热能够克服一项费用，并避免了分配费用（将在后面进行解释）.CO2仍必须压缩或液化。仍必须存储二氧化碳以准备分发或使用。

二氧化碳如何分配？

如所指出的，通过燃烧煤或甲烷产生的CO 2是气体或液体，是煤质量的1.87倍，是甲烷质量的2.75倍，必须保持压缩或非常冷。它比甲烷更像甲烷。它的分配比煤炭更具挑战性。

尽管煤炭可以在敞开的漏斗式火车车厢中行驶，但通过火车分配的CO2需要压力容器或也保持在非常低温度的压力容器。所需的火车车厢的总数远远多于将运煤的火车车厢的数目，因此，这将大大增加费用。煤炭是一种廉价的商品，将煤炭从A点运到B点已经是其费用的很大一部分，这就是为什么许多煤矿都建在煤矿上的原因。

当通过管道分配二氧化碳时，管道必须处理的二氧化碳量是进入设施的气体的二氧化碳质量的2.75倍，实际上需要将基础设施的排放量提高三倍才能清除废物。无论考虑采用燃煤电厂还是天然气电厂，都必须建造所有管道。

任何国家都很少有二氧化碳管道。在美国有几家。它们主要来自数百万年内捕获二氧化碳的地质构造，大部分是提高了采油率的构造。以后再说。大量增加从源头或从空中捕获二氧化碳的需求将需要非常庞大的新管道网络，这将需要大量基础设施建设。

火车和管道都是企业。他们通过将商品和商品通过网络从生产者转移到消费者来赚钱。与运送煤炭或天然气相比，转移二氧化碳将花费更多的钱，从而使每个燃煤和天然气工厂的分销成本实际上翻了一番或三倍。

以上所有这些就是为什么许多需要将CO2用作工业原料的地方都在现场使用CO2生产设备而不是购买它的原因。他们自己燃烧天然气或石油来产生二氧化碳，因此不必为运送给他们而花费两到三倍的费用。

二氧化碳是一种价值每吨17至50美元的商品。煤炭价格从40美元到140美元不等，这取决于几个因素，尽管它已经下降了一段时间。甲烷的价格在每百万BTU 2至5美元之间，每立方米约35,000 BTU。可以说，煤炭和天然气作为商品比二氧化碳的价值更高，分配费用与商品价值的比率有很大不同，尤其是当您考虑需要分配的质量的2至3倍时。

煤炭和天然气发电厂的位置靠近人口中心或煤层，而不是靠近需要二氧化碳或可以隔离二氧化碳的地方。分销是CCS成本中非常昂贵的组成部分。

如何隔离或利用二氧化碳？

特别是如果煤和甲烷继续燃烧发电，仅捕集二氧化碳是不够的，必须将其安全存储在比煤和甲烷在地下多久而不是人类生命的更长时间内。密闭存储不会大量泄漏，必须被动工作。由于CO2是一种在大气中且在地球表面以下的温度范围内的气体，因此从定义上讲它喜欢泄漏。

到目前为止，二氧化碳的最大消耗点是提高采油量。CO2是酸性的。将其泵入已开采的油田，可使剩余的污泥更顺畅地流动，并增加地下压力。这使油流向可以泵出的另一端。

从理论上讲，用于提高石油采收率的二氧化碳仍然在地下，但实际上，它被抽入具有数十个甚至数千个自然和人为的油井和天然断层形式的孔的地层中。提高采收率不是一项隔离技术，而是一种旨在将更多基于碳的燃料从地下燃烧出来的技术。

如果二氧化碳仅再次泄漏到地表，并且更多的碳从化石燃料床中提取出来并通过燃烧释放到大气中，那么提高采收率就不能被认为是一种固存技术。必须采取大量的措施来防止CO2泄漏，而EOR运营商这样做的价值不高，因此通常无法实现。

其他工业过程（例如软饮料，工业规模的温室，某些形式的水泥等）使用的CO2相对较少。目前并没有满足CO2的大量市场，因此商品价格便宜。从地下的二氧化碳中捕获了大约四分之三的工业二氧化碳，有效地像甲烷沉积一样。与创建后封存相比，这种CO2便宜，因此捕获的CO2的成本基础比开采的CO2高，并且无法与之竞争，尤其是没有碳税的情况。正如已经指出的那样，绝大部分的CO2管道是从采矿点到主要的强化采油点，而不是由于向工业用户发电而产生的地方。

在美国，提高采收率的石油在2008年仅使用了4,800万吨二氧化碳，这仅是13个燃煤发电厂的二氧化碳排放量。二氧化碳的其他消耗者要小得多。2013年，仅在美国就有500多个燃煤发电厂和1,700多个甲烷发电厂。从各种形式的煤炭和甲烷生产中捕获二氧化碳将淹没现有的二氧化碳市场，使其价值缩水，甚至使其在经济上的可行性降低。

其他形式的封存根本没有任何财务价值，而只是将CO2注入地下结构，在其中以气体形式保留或与地下其他矿物结合成碳酸钙，成为稳定的矿物。注入二氧化碳需要大型设施，钻探，封盖，泵送，监测等。无法获得任何收益来抵消这笔费用，因此除了“飞行员”，“测试设施”等外，几乎没有做过任何事情。从工程的角度来看，尽管它面临着有趣的挑战，但很难想象任何具有良好STEM背景的人都直接将其作为解决方案。

这些加起来是什么？

与替代方案相比，碳捕获和封存将永远在经济上不可行。发电产生的CO2规模的实际情况要求配电基础设施是现有化石燃料配电基础设施规模的2到3倍，而电力成本却是其4到5倍。同时，与化石燃料发电相比，风能和太阳能发电已经在许多地方直接具有竞争力，实际上在许多地方更便宜。这种趋势很明显。与可再生能源发电相比，没有碳捕集和封存的化石燃料的价格趋于昂贵，或者已经比可再生能源发电昂贵，可再生能源发电在操作过程中不会产生二氧化碳，而且价格越来越便宜。

化石燃料是大自然的固碳形式，大自然花费了数百万年的自由而缓慢的过程。在存在替代方案的情况下，人类要掏出螯合的碳，重新捕获并重新安置它，这不是人类的理性选择。合理的选择是将地质过程隔绝的碳留在哪里。

*天然气是89.5％至92.5％的甲烷，在短期内，它比CO2的温室气体要强大得多。燃烧时，到目前为止，它的主要用途是释放大量的CO2。提取，储存和分配的泄漏量从小到大都是灾难性的，按预期使用会产生二氧化碳。称它为甲烷更准确地标记了它，并使普通人可以理解其使用的含义。像“清洁煤”一样，“天然气”具有PR内涵，这是不应该的。