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改進的二氧化碳清除監測、報告和核查的成本估算

利奧·默瑟（Leo Mercer）， 喬什·伯克（Josh Burke）和蘇·羅德韋-戴耶（Sue Rodway-Dyer）

政策報告

中國綠色碳匯基金會譯介

2024年10月

概要

關鍵信息

?收集關于二氧化碳清除（CDR）的監測、報告和核查（MRV）成本的詳細和準確的信息是一項挑戰。公開的信息很少，公司發現很難分享他們所擁有的信息，因為這些信息要么是商業敏感的，要么是未知的，要么是難以分解成組成部分的。

?監測、報告和核查方法目前處于動態迭代階段。考慮到目前的未知因素和持續研發的空間，這里給出的監測、報告和核查成本譜只是一個快照，可能很快就會發生變化。

?在二氧化碳清除方法內部和之間監測、報告和核查的成本存在很大差異。對于某些技術（如海洋堿度增強、增強巖石風化和土壤有機碳），監測、報告和核查可占成本的50%以上，高達73%（生物質下沉）。因此，對于某些方法，監測、報告和核查的成本可能是決定二氧化碳清除長期邊際成本的重要因素。

?并非所有二氧化碳清除項目都認為監測、報告和核查的成本是升級的障礙。而采用開放式系統的船舶二氧化碳清除方法，成本相對較高。

?未來政府監管的不確定性和議程標準化的缺乏是評估和降低監測、報告和核查成本的主要障礙。鑒于大多數當局正在制定管轄二氧化碳清除和監測、報告和核查指南，這可能是一個積極的見解。

?高運營費用（OPEX），特別是與現場工作和采樣的人工成本相關的費用，對監測、報告和核查的總體成本有很大影響。

?量化監測、報告和核查凈清除的不確定性是不可避免的。在減少不確定性的增量成本過高的情況下，應以對項目生命周期排放的保守假設和二氧化碳重新釋放的風險為基礎發放清除信用額。在某種程度上，這可以通過碳保險和緩沖池捐款等適當的保護措施加以補救。

對英國和其他司法管轄區的高層建議

1. 英國能源安全和凈零排放部（DESNZ）應優先協調英國與歐盟和美國等司法管轄區的監測、報告和核查實踐和原則，并重點發展共同的跨司法管轄區監測、報告和核查數據收集和管理實踐，以更好地促進互操作性和跨司法管轄區的比較。與此同時，對標準化的渴望絕不能扼殺監測、報告和核查議程的創新。議程必須具有適應性和靈活性，不能將幾年后就過時的標準奉為圭臬。這實際上可以通過承諾半頻繁的審查和咨詢期（例如每兩到三年一次）和建立工作組來建立整個行業的共識來實現，以確保最佳的可用實踐反映在監測、報告和核查方法中。

2. 提高透明度是克服阻礙市場發展和增加成本的信息不對稱的一種方法。這種透明度可能是獲得公共資金的先決條件。為了使大型數據集或模擬公開可用和可審計，需要對昂貴的數據共享基礎設施提供額外的支持。

3. 為了有效降低監測、報告和核查成本，英國能源安全和凈零排放部應該通過支持監測、報告和核查 成本降低來開發適應性強的監測、報告和核查支持機制，并認識到不同二氧化碳清除過程的不同需求。例如，這可能以支持先進傳感器、遙感應用和人工智能驅動的數據驗證的目標資本支出（CAPEX）的形式出現。這種機制可以采取專門的二氧化碳清除創新基金的形式。對于勞動密集型二氧化碳清除路徑，也需要高運營費用支持。應該在項目開發的早期提供運營成本和資本支出支持，這是監測、報告和核查成本下降的主要階段，然后隨著時間的推移逐漸減少。監測、報告和核查流程的所有方面都應數字化，從而使所謂的數字監測、報告和核查 （dMRV）成為規范。

4. 為了增強信心和管理監測、報告和核查的不確定性，標準制定組織和司法管轄區應該采取保守的方法來進行信用，包括考慮現在對一些方法進行信用是否為時過早——特別是在監測、報告和核查減少不確定性的增量成本太高的情況下。這種方法還可以包括使用概率確定性閾值，這些閾值是根據它們的用例為單個二氧化碳清除方法量身定制的，并且是不同的。除了緩沖池等傳統風險管理方法外，還應考慮保守貼現和基線。

5. 英國能源安全和凈零排放部和英國的其他相關機構應該制定一個框架，允許監測、報告和核查議程根據建議1中描述的最低標準的性能進行分級，以確保持續的高質量標準，并與新興市場對高質量二氧化碳清除的偏好保持一致。與此同時，議程不能過于復雜，以至于對實現預期的結果構成障礙，也不能過于嚴格，以至于使監測、報告和核查的成本過高。如果議程被證明與英國最佳實踐不一致，監測、報告和核查提供商應該有時間來糾正這一點，以便與市場需求和監管要求保持一致。監測、報告和核查監管機構可以確保遵守最低標準框架。

6. 評估臨時儲存的經濟方法應該轉向特定方法的監測、報告和核查成本假設。這將是向前邁出的重要一步，尤其是因為它可能會改變當前對臨時存儲相對于更持久的二氧化碳清除的成本效益的看法。

加速二氧化碳的清除

為了實現氣候目標，并迅速減少溫室氣體排放，需要從大氣中清除二氧化碳。這在凈零目標中是隱含的，并且由于需要補償剩余（即不可避免的）排放而合法化。凈零目標的擴散，以及對二氧化碳清除的需求和部署的迅速增長，導致人們越來越關注二氧化碳清除的治理。二氧化碳清除治理體系結構的一個核心組件是監視、報告和驗證。盡管對于二氧化碳清除的MRV的定義存在不同的觀點，例如“M”指的是“測量”還是“監測”，但出于本報告的目的，我們將監測、報告和核查定義為：

?測量或量化二氧化碳清除活動整個生命周期供應鏈中的二氧化碳（CO2）和其他溫室氣體凈排放量，并在二氧化碳清除活動過程中繼續監測這些凈排放量。

?通過《聯合國氣候變化框架公約》/《巴黎協定》下的國家清單報告或《溫室氣體議定書》下的項目登記，報告相對于基線量化的凈清除量。

?通過獨立的第三方驗證排放清除聲明的真實性，確保遵守相關的二氧化碳清除標準。溫室氣體排放計劃隨后進行認證并發放碳信用額。

本報告只考慮監測、報告和核查與二氧化碳清除活動本身的碳核算有關，而不考慮其他外部性，如污染增加或資源過度使用，或空氣質量改善等共同效益：雖然測量這些也很重要，但監測、報告和核查的這一方面超出了本報告的范圍。

監測、報告和核查對二氧化碳清除的重要性

監測、報告和核查可以幫助政府、企業和民間社會評估特定二氧化碳清除項目是否達到其要求，從而滿足特定二氧化碳清除標準方法文件的條件，從而持久安全地儲存CO?。設計良好的監測、報告和核查可以幫助這些參與者克服信息差距和不對稱，這些信息差距和不對稱可能是做出投資或監管決策的障礙。它將建立對二氧化碳清除方法的信任和信心，否則可能會對資本投資猶豫不決，并加速將二氧化碳清除納入氣候政策——從而增強二氧化碳清除在減緩氣候變化方面可以發揮的潛在作用。

為什么要關注監測、報告和核查的成本？

盡管對與二氧化碳清除治理相關的關鍵主題的研究包括對監測、報告和核查的作用和重要性的討論，但在文獻和政策討論中，僅對二氧化碳清除 監測、報告和核查系統的開發和實施所產生的成本進行了粗略的討論。這是一個需要填補的重要知識空白。

如果監測、報告和核查仍然昂貴，隨著時間的推移，降低二氧化碳清除總成本的努力將受到影響。對于那些目前與監測、報告和核查相關的高不確定性但長期可擴展性和持久儲存碳的能力的方法來說，克服這一點尤為重要。有必要了解監測、報告和核查成本在多大程度上是決定二氧化碳清除長期邊際成本的優先因素，以及如何降低成本，由誰以及以不損害環境完整性的方式降低成本。

在缺乏數據的情況下，該領域的早期貢獻假設持續監測、報告和核查成本占所有二氧化碳清除總投資的5%。超出這個估計，與特定二氧化碳清除方法相關的監測、報告和核查成本很難找到。目前的監測、報告和核查通常是專有的，在執行二氧化碳清除的公司之外不可見，其成本捆綁在總體成本估算中。這使得很難突出各種方法中存在的不確定性或風險，或者較高的監測、報告和核查成本可能對特定清除技術的融資構成障礙。

當決策者開始設計監測、報告和核查標準時，重要的是在可接受的成本、商業需求和量化清除的準確性之間取得平衡。在努力減少不確定性的過程中，例如與生命周期評估要求或持久存儲的驗證有關，二氧化碳清除的監測、報告和核查的開發和實施可能會帶來相當大的額外成本。目前的討論主要是考慮如何減少不確定性——例如，通過更高精度的遙感、適合用途的模型和更多地使用原位測量。重要的是擴大討論范圍，使其包括迄今在很大程度上被忽視的費用考慮。了解增量成本以量化不確定性，將有助于政策設計保持穩健和靈活，但負擔不會過于繁重。

監測、報告和核查的成本是多少？

值得注意的是，二氧化碳清除仍然是一個相對新興的行業，監測、報告和核查的方法處于迭代和動態階段。隨著各種二氧化碳清除公司規模的擴大和監測、報告和核查議程的不斷開發，如今“首創”（FOAK）項目的門檻可能與“第n種”（NOAK）項目的門檻不同。例如，將積累數據以開發和校準模型（例如，在增強巖石風化[ERW]的情況下）和衰變曲線（例如，模擬生物炭的衰變速率）。如果公司能夠利用基于驗證/可測量參數的建模預測，而不是進行昂貴的原位采樣，監測、報告和核查的未來成本可能會降低。

考慮到這種情況，以及數據的匱乏，這里所展示的監測、報告和核查成本只是一個及時的快照，由于潛在的不同系統邊界（時間和空間）以及反事實可能在方法和管轄范圍內和不同，因此比較成本的能力受到進一步的阻礙。然而，它提供了一個起點來評估監測、報告和核查成本是該方法固有的還是可能隨著科學、政策和技術的發展而隨著時間的推移而變化。

圖S1a（下一頁）比較了格蘭瑟姆研究所（Grantham Research Institute）對二氧化碳清除開發商的調查和Frontier數據集在12種二氧化碳清除方法中的絕對監測、報告和核查成本數據（英鎊/噸）。圖S1b比較了來自相同兩個數據集的相對成本數據（監測、報告和核查成本/噸占總成本的百分比）與監測、報告和核查平均成本占總移除成本范圍的百分比。

圖表說明了每種方法的范圍和平均值。如果沒有顯示范圍，則只存在一個數據點。前沿數據存在于2022年、2023年和2024年。格蘭瑟姆研究所的數據是在2024年中期收集的。每種方法的樣本量都很小，導致方法內部和方法之間的成本估算范圍很大。雖然這在統計上并不重要，但它對于建立第一組成本估算仍然有用。

雖然關注相對成本很重要，因為它會影響長期的二氧化碳清除成本，但對于絕對成本小的方法來說，相對成本高并不重要，就像海洋堿度增強（OAE）的情況一樣。重要的是二氧化碳清除的總成本——以及監測、報告和核查在多大程度上推動了這一成本——相對于其他

注釋和資料來源：使用了兩個數據庫并以2024年的價格表示。橙色圓點表示格蘭瑟姆研究所（GRI）調查收集的數據。綠色圓點則表示來自Frontier（先進市場承諾提案請求（RFP）協議：https://github.com/frontierclimate/carbon-removal-source-materials/tree/main/Purchase Agreements）的數據。A/R——造林和再造林；BECCS——具有碳捕獲和儲存的生物能源；Biochar——生物炭；B’mass burial——生物質填埋；B’mass sinking——生物質匯；Bio-oil——生物燃油；DACCS——直接空氣碳捕獲和儲存；DOC——直接海洋捕撈；ERW——增強巖石風化；Min’sation——礦化；OAE——海洋堿度增強；Ocean fert——海洋肥料；SOC——土壤有機碳。

減排技術而言，因為這將推動投資決策。在許多情況下，監測、報告和核查的成本遠遠高于英國（41英鎊/噸）和歐盟（58英鎊/噸）等合規市場當前的減排成本（數據來自2024年9月2日）。

降低監測、報告和核查成本的障礙主要是政策上的挑戰

降低監測、報告和核查成本的障礙主要是由于監管確定性的需要和司法管轄區之間缺乏標準化。這表面上是一個政策障礙，并且發現所有二氧化碳清除方法都是如此。鑒于歐盟和英國等司法管轄區正在制定轄區二氧化碳清除方法和標準，這將在中短期內提供政策確定性，這一障礙是可以克服的。

然而，并非所有司法管轄區都在同步行動，這可能會使本已復雜的監管環境進一步復雜化。歐盟、英國和美國之間的合作和協調代表了一個巨大的機會，可以在大多數新型和傳統的清除活動發生和需求最大的地方調整質量標準。確保買家可以輕松地對不同司法管轄區采用相同議程評估的項目進行直接比較，這是降低成本的重要機會，因為項目可以將流程與單一監測、報告和核查議程保持一致。

降低監測、報告和核查成本的關鍵創新

我們的定性結果提供了更多可能降低成本的因素的指示。從調查結果來看，這方面的主要主題是數字化和自動化監測、報告和核查。來自不同部門的答復者強調了自動化的重要性，特別是在數據核查和遙感以更好地測量方面。此外，受訪者強調需要改進建模和準確性，并在傳感器和其他監測創新方面進行投資，以降低成本。

從回答有關每噸二氧化碳清除的運營和資本支出的細分問題的受訪者中，所有受訪者都表示運營支出是監測、報告和核查總成本的很大一部分。這一結果意味著，除了傳統的資本支出支持之外，還需要制定政策，以滿足不同二氧化碳清除方法的不同特征和成本概況。在這方面，政府支助方案可以成為一個重要的杠桿。例如，美國雖然沒有制定國家二氧化碳清除質量標準，但已經通過SEA-CO2計劃進行了有針對性的投資，以改善m二氧化碳清除途徑的監測、報告和核查流程，以推進具有成本效益的監測、報告和核查，同時能源部還呼吁提供1500萬美元的資金，以開發超越各類方法的監測、報告和核查最佳實踐和技術。

適應不確定性

由于與二氧化碳清除項目的有效性相關的一些不確定性是不可避免的，這就提出了如何管理這種不確定性的問題，包括定義可接受的不確定性界限。在某種程度上，這取決于二氧化碳清除購買者想要提出的主張，這可能會改變對監測、報告和核查量化信心的預期。可接受的確定性閾值可能會因買方類型和購買用例而有所不同（例如，購買是否將用于要求一對一的排放消除補償，還是僅僅代表一項投資）。例如，如果購買清除物的預期目的是為了共同學習和刺激需求，催化購買者可能會接受較低的確定性或質量。另一方面，對于僅為聲明要求而購買二氧化碳清除的公司，可能需要更高的確定性門檻。

更進一步，可以通過為不同用例建立上下不確定性界限，并為監測、報告和核查采用保守的基線方法來增強信心和可信度。在對觀察結果或模型結果進行統計分析的基礎上，采用概率方法處理碳捕集效率和捕集逆轉風險方面的不確定性，應為現實世界的結果提供界限，確保以保守的概率水平發放信用額度。對于每種方法，這可能有所不同，決策者為具有地質存儲的方法建立了較高的界限，其中監測、報告和核查相對不太復雜，而為開放系統二氧化碳清除（如海洋堿度增強）建立了較低的界限，其中監測、報告和核查相對更復雜。

另一個關鍵的知識差距是了解減少監測、報告和核查不確定性的邊際成本。雖然一些創新可能以最小的成本大幅降低不確定性，但其他創新可能過于昂貴，在經濟上不可行（因此，出售更高信用的新增價值不會超過投資成本）。我們的分析表明，一些最不確定的方法也是最昂貴的（例如，戰爭遺留爆炸物和海洋生物質沉降）。在監測、報告和核查昂貴、復雜或有缺陷的地方，它可能導致準確性和成本之間的權衡，特別是在如果沒有足夠的意愿支付更準確、但更昂貴的監測、報告和核查情況下。

影響監測、報告和核查方法的因素

雖然成本是一個重要的考慮因素，但它并不是壓倒一切的因素。受訪者強調需要平衡整體項目預算和準確性，表明需要對監測、報告和核查支出采取細致入微的方法。例如，雖然有些人指出成本是他們選擇監測、報告和核查供應商的主要影響因素，但其他人則描述了需求和預算考慮的混合因素。人們也認識到，考慮到這么多公司都很年輕，預測監測、報告和核查成本是很復雜的。因此，一些受訪者承認對成本缺乏充分的了解。

值得注意的是，一些項目開發商聲稱，在買家質量偏好的驅動下，他們正在尋求比當前方法大綱更廣泛的監測、報告和核查。這強調了監測、報告和核查實踐與市場需求保持一致的重要性。此外，標準和議程的設計和質量被強調為確定成本的關鍵因素，加強了對指導監測、報告和核查過程的強大框架的需求。

告知更廣泛的成本假設

了解不同方法的監測、報告和核查成本還可以為學術和政策研究提供信息，通過在評估臨時儲存的經濟方法中提供更準確的監測、報告和核查成本（例如，森林需要重新種植/維持，因為碳只臨時儲存不到100年）。該領域的早期研究假設持續監測、報告和核查成本占所有二氧化碳清除總投資的5%。然而，監測、報告和核查成本因方法而異，在幾乎所有情況下都大大超過這個數字。所有方法的監測、報告和核查平均成本相對于Grantham數據集的總移除成本為12%，而Frontier數據集為23%。

使用更準確的監測、報告和核查和特定方法的成本信息將大大改變用于確定需要儲存的暫時清除碳噸數相當于永久儲存的1噸的等效比率。這將導致臨時二氧化碳清除與永久二氧化碳清除的比例更高。因此，當監測、報告和核查的高成本被完全計算在內時，今天看起來“更便宜”的移除實際上意味著未來的巨大成本。

鑒于英國等國政府正在考慮這種方法，這些假設必須穩健，這一點至關重要。在評估監測、報告和核查成本以及對碳的社會成本和未來貼現率或未來移除成本的規范性假設方面的微小差異可能會對社會產生巨大的環境和經濟影響。

除此之外，監測、報告和核查成本估算有助于決策者評估是否應將對監測、報告和核查的具體支持納入二氧化碳清除政策框架，例如即將出臺的“英國GGR商業模式”中的碳差異合同。這項研究表明，對于“英國GGR商業模式”的第一次迭代來說，這可能是不必要的，該模式優先考慮支持ccs的二氧化碳清除，如DACCS和BECCS，其中監測、報告和核查的成本既不是升級的障礙，也不是特別高。然而，如果商業模式擴大到包括監測、報告和核查的絕對和相對成本較高的二氧化碳清除方法（如戰爭遺留戰爭或軍事二氧化碳清除），則可能需要包括支持監測、報告和核查成本的明確規定。重要的是，業務模式要足夠靈活，以便在未來適應這種情況。

5.結論

世界是否有能力在本世紀將全球氣溫上升限制在1.5°C以內，現在越來越依賴于在減少進一步排放的同時考慮二氧化碳的清除。然而，為了讓社會和政府對二氧化碳清除有信心，對碳清除和儲存方法的范圍進行監督是至關重要的。監測、報告和核查提供了這項服務。然而，在這樣一個新興的行業中，不同監測、報告和核查方法的有效性存在許多未知因素，包括如何在可接受的成本、商業需求和量化的準確性之間取得平衡。

本報告試圖通過研究監測、報告和核查成本如何影響二氧化碳清除的長期邊際成本，以及存在哪些機會來降低這些成本，以確保二氧化碳清除能夠升級，同時保持公眾可接受性和環境完整性，來研究這個問題。該報告提供了對二氧化碳清除監測、報告和核查成本的早期評估，但這里的數字僅提供了2022年至2024年之間的快照，必須隨著時間的推移進行修訂，以應對技術和工藝的創新。

到目前為止，監測、報告和核查成本一直被捆綁在整體二氧化碳清除成本估算中，缺乏具體方法的監測、報告和核查成本數據。該領域的早期貢獻假設持續監測、報告和核查成本占所有二氧化碳清除總投資的5%。盡管樣本量很小，但本報告中的研究提供了所有方法中監測、報告和核查平均成本相對于清除總成本的最新估計。對于Grantham數據集，這個值是12%，而對于Frontier數據集，這個值是23%。考慮到樣本量小，在更強、更廣泛的行業參與下重復調查是未來研究的重點。

需要更多的研究來制定詳細的特定于方法的監測、報告和核查成本估算，并確定（在比本文更細粒度的層面上）哪些監測、報告和核查過程是昂貴的，減少不確定性和低效率的增量成本，以及需要關注和政策支持的未知因素。

關于不確定性與監測、報告和核查成本之間的關系，已有一些早期的評論。這個問題需要更多的關注，因為各國政府目前正在制定監測、報告和核查標準，這些標準需要平衡準確性（以最大限度地提高氣候效益和監督）和通過監管對試圖提升關鍵行業的公司施加更高的成本。