在碳中和時代 “碳元素”或將成為稀缺資源

我們都知道，碳中和帶來了許多新能源產業(yè)的飛速發(fā)展，這些產業(yè)的發(fā)展也帶來了一些原本不缺的自然資源一時間搶得頭破血流。其中最為搶手的就是在電動車的飛速發(fā)展下生產動力電池的鋰資源以及配套的鈷、鎳等元素。尤其是鋰元素，在短短一年的時間漲了十倍，硬生把電動車這個消耗品干成了投資品。

 

像鋰、鈷、鎳這些金屬元素，雖然本來在地球中含量就少。在雙碳目標提出之前，儲能的需求并沒有那么大，所以這些元素也并不覺得有啥可缺的。但在雙碳目標提出以后，我們用腳指頭想都能預判這種儲量有限的自然資源會隨著電動車的普及越來越稀缺。于是大家都會瘋搶這些資源。在這其中，有一種大家都忽視的資源，看起來很多，但未來可能會變得極為搶手，這個資源就是——碳。

 

對，你沒看錯，是碳。

 

你可能暈了：地球上的資源，缺啥也不能缺碳啊！人類就是碳基生命，化石能源全是碳，我們搞碳中和不就是要把空氣中多余的二氧化碳全部干掉嘛。你說碳匯變成稀缺資源是幾個意思？

 

沒錯，碳元素在地球是不缺的，我說的碳也不是泛指所有的碳元素，而是指生物碳，即生物質里面的碳元素。

 

你可能更暈了，這生物質不也到處都是？還稀缺呢，不都是給錢就賣？

 

沒錯，沒有碳中和的話，生物質確實算不上什么好東西?，F在是碳中和的早期階段，所以生物質的需求還沒爆發(fā)出來，就像2016年前的鋰元素一樣，但我預估不出5年，生物質就要開始走上理元素的暴漲之路了。為什么這樣說呢，且聽我細細道來。

 

生物質通常指的是農林廢棄物，也有部分是專門種植的能源植物。生物質的核心就是它的碳是來自于空氣中的二氧化碳。這種碳的特點是：如果燃燒后變成二氧化碳回到大氣，那么它是碳中性的；如果不燃燒，不被微生物分解，而是以某種形態(tài)穩(wěn)定下來，那么它就是負碳的，這是唯二的負碳技術之一（另一種是DACCS）。

 

現在我們的碳中和進程還處在最容易的電力結構轉型進程中，生物碳的重要性還沒有顯現，隨著碳中和進程的推進，生物碳的作用將會越來越重要，許多領域的深度脫碳必須要靠生物碳才能完成。

 

在發(fā)電領域，生物質發(fā)電不但在未來要承擔基荷發(fā)電的功能，還要通過加裝CCS裝置實現發(fā)電排放的負碳化。雖然現在生物質電廠經營困難，但隨著碳價慢慢升高，發(fā)電部分的虧損會慢慢從碳收益中找回來。目前已經有大量燃煤電廠在進行生物摻燒改造了，因為每燒一噸生物質約等于省兩噸配額。

 

在需要高溫煅燒的行業(yè)比如水泥行業(yè)，通過電氣化來達到煅燒的效果的可行性不大，所以還是需要燃料燃燒來實現，除了化石能源以外，可行的燃料有不含碳的綠氫/氨，但這個成本太高效率太低。含碳的燃料包括固態(tài)碳、甲烷、甲醇、乙醇等，其中的碳元素都需要來自生物質。

 

在金屬冶煉領域，凡是涉及到還原反應的，目前的還原劑用的都是由煤炭焦化而產生的焦炭，焦炭被氧化后自然就變成了二氧化碳排放到大氣中去，比如鋼鐵的冶煉。要想實現這部分生產過程的零碳化，就需要用其它的還原劑來替換焦炭，雖然主流的研究方向是采用綠氫，但綠氫的生產成本實在太高而且存在質量問題。所以未來的解決方案可能還是生物質。

 

最重要的是有機化工領域，有機化工對于現代文明而言意味著什么我不多費口舌。所謂有機化工，就是搗鼓那些含碳的分子，讓他們組合成一些對人類有用的材料。目前有機化工中主要的碳都是來自于化石能源。對，就是指前段時間熱議的“原料用能”中的原料。這些原料在生命周期的盡頭大部分都是進入垃圾焚燒爐給燒掉了，當然，會向大氣中釋放二氧化碳。

 

這個量有多少呢？根據《中國能源統(tǒng)計年鑒2021》的數據，全國原料用化石能源總量為34557萬噸標煤，其中煤炭13207萬噸標煤，石油19841萬噸標煤，天然氣1403萬噸標煤，主要用于各類煤化工、石油化工和天然氣化工，并輸出各類生產及生活用品。這些產品在廢棄后通過焚燒的形式將其所隱含的化石碳以二氧化碳的形式排放至大氣中，預計每年產生7.1億噸二氧化碳排放，如果我們既想用到各種讓我們生活更便利的化工產品，又不想有這部分的排放，那唯二的辦法就是讓有機化工中的化石碳全部替換為生物碳（另一種是萬金油CCS）。

 

以上提到的對生物質需求的行業(yè)想要實現碳中和幾乎都沒有其它可替代的方案，所以未來不可避免地會造成對生物碳需求的大幅度增加。

 

說完需求，我們再說說供應。生物質來源的大頭是農林廢棄物，我國可利用的農林廢棄物我找到的數據差異比較大，有說4億噸的，有說7億噸的。但即使是7億噸，也不夠化工行業(yè)一家轉型的用量。更重要的是：生物質產量嚴重依賴于土地，在我國土地資源不變的情況下，每年產生的生物質將基本不會產生太大變化，所以生物碳跟其它稀有金屬沒啥區(qū)別。

 

一邊是需求的爆炸式增長，一邊是是供應的一層不變，生物碳想不變稀缺資源都難。我預測，在以后的田間地頭里會出現很多公司，當農作物塊成熟時，他們會免費提供農作物收割處理一條龍服務，并且高價把秸稈等農業(yè)廢棄物打包買走。所以，在未來，即使當個農民也算是站住了碳中和的風口。

 

當然，生物碳再稀缺其價格也不會永遠上漲，因為有CCS這個萬金油技術的存在，所以預計未來一噸生物質的價格的上限，差不多就是兩噸CCS的價格。