在碳中和时代 “碳元素”或将成为稀缺资源

我们都知道，碳中和带来了许多新能源产业的飞速发展，这些产业的发展也带来了一些原本不缺的自然资源一时间抢得头破血流。其中最为抢手的就是在电动车的飞速发展下生产动力电池的锂资源以及配套的钴、镍等元素。尤其是锂元素，在短短一年的时间涨了十倍，硬生把电动车这个消耗品干成了投资品。

 

像锂、钴、镍这些金属元素，虽然本来在地球中含量就少。在双碳目标提出之前，储能的需求并没有那么大，所以这些元素也并不觉得有啥可缺的。但在双碳目标提出以后，我们用脚指头想都能预判这种储量有限的自然资源会随着电动车的普及越来越稀缺。于是大家都会疯抢这些资源。在这其中，有一种大家都忽视的资源，看起来很多，但未来可能会变得极为抢手，这个资源就是——碳。

 

对，你没看错，是碳。

 

你可能晕了：地球上的资源，缺啥也不能缺碳啊！人类就是碳基生命，化石能源全是碳，我们搞碳中和不就是要把空气中多余的二氧化碳全部干掉嘛。你说碳汇变成稀缺资源是几个意思？

 

没错，碳元素在地球是不缺的，我说的碳也不是泛指所有的碳元素，而是指生物碳，即生物质里面的碳元素。

 

你可能更晕了，这生物质不也到处都是？还稀缺呢，不都是给钱就卖？

 

没错，没有碳中和的话，生物质确实算不上什么好东西。现在是碳中和的早期阶段，所以生物质的需求还没爆发出来，就像2016年前的锂元素一样，但我预估不出5年，生物质就要开始走上理元素的暴涨之路了。为什么这样说呢，且听我细细道来。

 

生物质通常指的是农林废弃物，也有部分是专门种植的能源植物。生物质的核心就是它的碳是来自于空气中的二氧化碳。这种碳的特点是：如果燃烧后变成二氧化碳回到大气，那么它是碳中性的；如果不燃烧，不被微生物分解，而是以某种形态稳定下来，那么它就是负碳的，这是唯二的负碳技术之一（另一种是DACCS）。

 

现在我们的碳中和进程还处在最容易的电力结构转型进程中，生物碳的重要性还没有显现，随着碳中和进程的推进，生物碳的作用将会越来越重要，许多领域的深度脱碳必须要靠生物碳才能完成。

 

在发电领域，生物质发电不但在未来要承担基荷发电的功能，还要通过加装CCS装置实现发电排放的负碳化。虽然现在生物质电厂经营困难，但随着碳价慢慢升高，发电部分的亏损会慢慢从碳收益中找回来。目前已经有大量燃煤电厂在进行生物掺烧改造了，因为每烧一吨生物质约等于省两吨配额。

 

在需要高温煅烧的行业比如水泥行业，通过电气化来达到煅烧的效果的可行性不大，所以还是需要燃料燃烧来实现，除了化石能源以外，可行的燃料有不含碳的绿氢/氨，但这个成本太高效率太低。含碳的燃料包括固态碳、甲烷、甲醇、乙醇等，其中的碳元素都需要来自生物质。

 

在金属冶炼领域，凡是涉及到还原反应的，目前的还原剂用的都是由煤炭焦化而产生的焦炭，焦炭被氧化后自然就变成了二氧化碳排放到大气中去，比如钢铁的冶炼。要想实现这部分生产过程的零碳化，就需要用其它的还原剂来替换焦炭，虽然主流的研究方向是采用绿氢，但绿氢的生产成本实在太高而且存在质量问题。所以未来的解决方案可能还是生物质。

 

最重要的是有机化工领域，有机化工对于现代文明而言意味着什么我不多费口舌。所谓有机化工，就是捣鼓那些含碳的分子，让他们组合成一些对人类有用的材料。目前有机化工中主要的碳都是来自于化石能源。对，就是指前段时间热议的“原料用能”中的原料。这些原料在生命周期的尽头大部分都是进入垃圾焚烧炉给烧掉了，当然，会向大气中释放二氧化碳。

 

这个量有多少呢？根据《中国能源统计年鉴2021》的数据，全国原料用化石能源总量为34557万吨标煤，其中煤炭13207万吨标煤，石油19841万吨标煤，天然气1403万吨标煤，主要用于各类煤化工、石油化工和天然气化工，并输出各类生产及生活用品。这些产品在废弃后通过焚烧的形式将其所隐含的化石碳以二氧化碳的形式排放至大气中，预计每年产生7.1亿吨二氧化碳排放，如果我们既想用到各种让我们生活更便利的化工产品，又不想有这部分的排放，那唯二的办法就是让有机化工中的化石碳全部替换为生物碳（另一种是万金油CCS）。

 

以上提到的对生物质需求的行业想要实现碳中和几乎都没有其它可替代的方案，所以未来不可避免地会造成对生物碳需求的大幅度增加。

 

说完需求，我们再说说供应。生物质来源的大头是农林废弃物，我国可利用的农林废弃物我找到的数据差异比较大，有说4亿吨的，有说7亿吨的。但即使是7亿吨，也不够化工行业一家转型的用量。更重要的是：生物质产量严重依赖于土地，在我国土地资源不变的情况下，每年产生的生物质将基本不会产生太大变化，所以生物碳跟其它稀有金属没啥区别。

 

一边是需求的爆炸式增长，一边是是供应的一层不变，生物碳想不变稀缺资源都难。我预测，在以后的田间地头里会出现很多公司，当农作物块成熟时，他们会免费提供农作物收割处理一条龙服务，并且高价把秸秆等农业废弃物打包买走。所以，在未来，即使当个农民也算是站住了碳中和的风口。

 

当然，生物碳再稀缺其价格也不会永远上涨，因为有CCS这个万金油技术的存在，所以预计未来一吨生物质的价格的上限，差不多就是两吨CCS的价格。