改进的二氧化碳清除监测、报告和核查的成本估算
利奥·默瑟（Leo Mercer）， 乔什·伯克（Josh Burke）和苏·罗德韦-戴耶（Sue Rodway-Dyer）
政策报告
中国绿色碳汇基金会译介
2024年10月
概要
关键信息
•收集关于二氧化碳清除（CDR）的监测、报告和核查（MRV）成本的详细和准确的信息是一项挑战。公开的信息很少，公司发现很难分享他们所拥有的信息，因为这些信息要么是商业敏感的，要么是未知的，要么是难以分解成组成部分的。
•监测、报告和核查方法目前处于动态迭代阶段。考虑到目前的未知因素和持续研发的空间，这里给出的监测、报告和核查成本谱只是一个快照，可能很快就会发生变化。
•在二氧化碳清除方法内部和之间监测、报告和核查的成本存在很大差异。对于某些技术（如海洋碱度增强、增强岩石风化和土壤有机碳），监测、报告和核查可占成本的50%以上，高达73%（生物质下沉）。因此，对于某些方法，监测、报告和核查的成本可能是决定二氧化碳清除长期边际成本的重要因素。
•并非所有二氧化碳清除项目都认为监测、报告和核查的成本是升级的障碍。而采用开放式系统的船舶二氧化碳清除方法，成本相对较高。
•未来政府监管的不确定性和议程标准化的缺乏是评估和降低监测、报告和核查成本的主要障碍。鉴于大多数当局正在制定管辖二氧化碳清除和监测、报告和核查指南，这可能是一个积极的见解。
•高运营费用（OPEX），特别是与现场工作和采样的人工成本相关的费用，对监测、报告和核查的总体成本有很大影响。
•量化监测、报告和核查净清除的不确定性是不可避免的。在减少不确定性的增量成本过高的情况下，应以对项目生命周期排放的保守假设和二氧化碳重新释放的风险为基础发放清除信用额。在某种程度上，这可以通过碳保险和缓冲池捐款等适当的保护措施加以补救。
对英国和其他司法管辖区的高层建议
1. 英国能源安全和净零排放部（DESNZ）应优先协调英国与欧盟和美国等司法管辖区的监测、报告和核查实践和原则，并重点发展共同的跨司法管辖区监测、报告和核查数据收集和管理实践，以更好地促进互操作性和跨司法管辖区的比较。与此同时，对标准化的渴望绝不能扼杀监测、报告和核查议程的创新。议程必须具有适应性和灵活性，不能将几年后就过时的标准奉为圭臬。这实际上可以通过承诺半频繁的审查和咨询期（例如每两到三年一次）和建立工作组来建立整个行业的共识来实现，以确保最佳的可用实践反映在监测、报告和核查方法中。
2. 提高透明度是克服阻碍市场发展和增加成本的信息不对称的一种方法。这种透明度可能是获得公共资金的先决条件。为了使大型数据集或模拟公开可用和可审计，需要对昂贵的数据共享基础设施提供额外的支持。
3. 为了有效降低监测、报告和核查成本，英国能源安全和净零排放部应该通过支持监测、报告和核查 成本降低来开发适应性强的监测、报告和核查支持机制，并认识到不同二氧化碳清除过程的不同需求。例如，这可能以支持先进传感器、遥感应用和人工智能驱动的数据验证的目标资本支出（CAPEX）的形式出现。这种机制可以采取专门的二氧化碳清除创新基金的形式。对于劳动密集型二氧化碳清除路径，也需要高运营费用支持。应该在项目开发的早期提供运营成本和资本支出支持，这是监测、报告和核查成本下降的主要阶段，然后随着时间的推移逐渐减少。监测、报告和核查流程的所有方面都应数字化，从而使所谓的数字监测、报告和核查 （dMRV）成为规范。
4. 为了增强信心和管理监测、报告和核查的不确定性，标准制定组织和司法管辖区应该采取保守的方法来进行信用，包括考虑现在对一些方法进行信用是否为时过早——特别是在监测、报告和核查减少不确定性的增量成本太高的情况下。这种方法还可以包括使用概率确定性阈值，这些阈值是根据它们的用例为单个二氧化碳清除方法量身定制的，并且是不同的。除了缓冲池等传统风险管理方法外，还应考虑保守贴现和基线。
5. 英国能源安全和净零排放部和英国的其他相关机构应该制定一个框架，允许监测、报告和核查议程根据建议1中描述的最低标准的性能进行分级，以确保持续的高质量标准，并与新兴市场对高质量二氧化碳清除的偏好保持一致。与此同时，议程不能过于复杂，以至于对实现预期的结果构成障碍，也不能过于严格，以至于使监测、报告和核查的成本过高。如果议程被证明与英国最佳实践不一致，监测、报告和核查提供商应该有时间来纠正这一点，以便与市场需求和监管要求保持一致。监测、报告和核查监管机构可以确保遵守最低标准框架。
6. 评估临时储存的经济方法应该转向特定方法的监测、报告和核查成本假设。这将是向前迈出的重要一步，尤其是因为它可能会改变当前对临时存储相对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
为了实现气候目标，并迅速减少温室气体排放，需要从大气中清除二氧化碳。这在净零目标中是隐含的，并且由于需要补偿剩余（即不可避免的）排放而合法化。净零目标的扩散，以及对二氧化碳清除的需求和部署的迅速增长，导致人们越来越关注二氧化碳清除的治理。二氧化碳清除治理体系结构的一个核心组件是监视、报告和验证。尽管对于二氧化碳清除的MRV的定义存在不同的观点，例如“M”指的是“测量”还是“监测”，但出于本报告的目的，我们将监测、报告和核查定义为：
•测量或量化二氧化碳清除活动整个生命周期供应链中的二氧化碳（CO2）和其他温室气体净排放量，并在二氧化碳清除活动过程中继续监测这些净排放量。
•通过《联合国气候变化框架公约》/《巴黎协定》下的国家清单报告或《温室气体议定书》下的项目登记，报告相对于基线量化的净清除量。
•通过独立的第三方验证排放清除声明的真实性，确保遵守相关的二氧化碳清除标准。温室气体排放计划随后进行认证并发放碳信用额。
本报告只考虑监测、报告和核查与二氧化碳清除活动本身的碳核算有关，而不考虑其他外部性，如污染增加或资源过度使用，或空气质量改善等共同效益：虽然测量这些也很重要，但监测、报告和核查的这一方面超出了本报告的范围。
监测、报告和核查对二氧化碳清除的重要性
监测、报告和核查可以帮助政府、企业和民间社会评估特定二氧化碳清除项目是否达到其要求，从而满足特定二氧化碳清除标准方法文件的条件，从而持久安全地储存CO₂。设计良好的监测、报告和核查可以帮助这些参与者克服信息差距和不对称，这些信息差距和不对称可能是做出投资或监管决策的障碍。它将建立对二氧化碳清除方法的信任和信心，否则可能会对资本投资犹豫不决，并加速将二氧化碳清除纳入气候政策——从而增强二氧化碳清除在减缓气候变化方面可以发挥的潜在作用。
为什么要关注监测、报告和核查的成本？
尽管对与二氧化碳清除治理相关的关键主题的研究包括对监测、报告和核查的作用和重要性的讨论，但在文献和政策讨论中，仅对二氧化碳清除 监测、报告和核查系统的开发和实施所产生的成本进行了粗略的讨论。这是一个需要填补的重要知识空白。
如果监测、报告和核查仍然昂贵，随着时间的推移，降低二氧化碳清除总成本的努力将受到影响。对于那些目前与监测、报告和核查相关的高不确定性但长期可扩展性和持久储存碳的能力的方法来说，克服这一点尤为重要。有必要了解监测、报告和核查成本在多大程度上是决定二氧化碳清除长期边际成本的优先因素，以及如何降低成本，由谁以及以不损害环境完整性的方式降低成本。
在缺乏数据的情况下，该领域的早期贡献假设持续监测、报告和核查成本占所有二氧化碳清除总投资的5%。超出这个估计，与特定二氧化碳清除方法相关的监测、报告和核查成本很难找到。目前的监测、报告和核查通常是专有的，在执行二氧化碳清除的公司之外不可见，其成本捆绑在总体成本估算中。这使得很难突出各种方法中存在的不确定性或风险，或者较高的监测、报告和核查成本可能对特定清除技术的融资构成障碍。
当决策者开始设计监测、报告和核查标准时，重要的是在可接受的成本、商业需求和量化清除的准确性之间取得平衡。在努力减少不确定性的过程中，例如与生命周期评估要求或持久存储的验证有关，二氧化碳清除的监测、报告和核查的开发和实施可能会带来相当大的额外成本。目前的讨论主要是考虑如何减少不确定性——例如，通过更高精度的遥感、适合用途的模型和更多地使用原位测量。重要的是扩大讨论范围，使其包括迄今在很大程度上被忽视的费用考虑。了解增量成本以量化不确定性，将有助于政策设计保持稳健和灵活，但负担不会过于繁重。
监测、报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个相对新兴的行业，监测、报告和核查的方法处于迭代和动态阶段。随着各种二氧化碳清除公司规模的扩大和监测、报告和核查议程的不断开发，如今“首创”（FOAK）项目的门槛可能与“第n种”（NOAK）项目的门槛不同。例如，将积累数据以开发和校准模型（例如，在增强岩石风化[ERW]的情况下）和衰变曲线（例如，模拟生物炭的衰变速率）。如果公司能够利用基于验证/可测量参数的建模预测，而不是进行昂贵的原位采样，监测、报告和核查的未来成本可能会降低。
考虑到这种情况，以及数据的匮乏，这里所展示的监测、报告和核查成本只是一个及时的快照，由于潜在的不同系统边界（时间和空间）以及反事实可能在方法和管辖范围内和不同，因此比较成本的能力受到进一步的阻碍。然而，它提供了一个起点来评估监测、报告和核查成本是该方法固有的还是可能随着科学、政策和技术的发展而随着时间的推移而变化。
图S1a（下一页）比较了格兰瑟姆研究所（Grantham Research Institute）对二氧化碳清除开发商的调查和Frontier数据集在12种二氧化碳清除方法中的绝对监测、报告和核查成本数据（英镑/吨）。图S1b比较了来自相同两个数据集的相对成本数据（监测、报告和核查成本/吨占总成本的百分比）与监测、报告和核查平均成本占总移除成本范围的百分比。
图表说明了每种方法的范围和平均值。如果没有显示范围，则只存在一个数据点。前沿数据存在于2022年、2023年和2024年。格兰瑟姆研究所的数据是在2024年中期收集的。每种方法的样本量都很小，导致方法内部和方法之间的成本估算范围很大。虽然这在统计上并不重要，但它对于建立第一组成本估算仍然有用。
虽然关注相对成本很重要，因为它会影响长期的二氧化碳清除成本，但对于绝对成本小的方法来说，相对成本高并不重要，就像海洋碱度增强（OAE）的情况一样。重要的是二氧化碳清除的总成本——以及监测、报告和核查在多大程度上推动了这一成本——相对于其他
注释和资料来源：使用了两个数据库并以2024年的价格表示。橙色圆点表示格兰瑟姆研究所（GRI）调查收集的数据。绿色圆点则表示来自Frontier（先进市场承诺提案请求（RFP）协议：https://github.com/frontierclimate/carbon-removal-source-materials/tree/main/Purchase Agreements）的数据。A/R——造林和再造林；BECCS——具有碳捕获和储存的生物能源；Biochar——生物炭；B’mass burial——生物质填埋；B’mass sinking——生物质汇；Bio-oil——生物燃油；DACCS——直接空气碳捕获和储存；DOC——直接海洋捕捞；ERW——增强岩石风化；Min’sation——矿化；OAE——海洋碱度增强；Ocean fert——海洋肥料；SOC——土壤有机碳。
减排技术而言，因为这将推动投资决策。在许多情况下，监测、报告和核查的成本远远高于英国（41英镑/吨）和欧盟（58英镑/吨）等合规市场当前的减排成本（数据来自2024年9月2日）。
降低监测、报告和核查成本的障碍主要是政策上的挑战
降低监测、报告和核查成本的障碍主要是由于监管确定性的需要和司法管辖区之间缺乏标准化。这表面上是一个政策障碍，并且发现所有二氧化碳清除方法都是如此。鉴于欧盟和英国等司法管辖区正在制定辖区二氧化碳清除方法和标准，这将在中短期内提供政策确定性，这一障碍是可以克服的。
然而，并非所有司法管辖区都在同步行动，这可能会使本已复杂的监管环境进一步复杂化。欧盟、英国和美国之间的合作和协调代表了一个巨大的机会，可以在大多数新型和传统的清除活动发生和需求最大的地方调整质量标准。确保买家可以轻松地对不同司法管辖区采用相同议程评估的项目进行直接比较，这是降低成本的重要机会，因为项目可以将流程与单一监测、报告和核查议程保持一致。
降低监测、报告和核查成本的关键创新
我们的定性结果提供了更多可能降低成本的因素的指示。从调查结果来看，这方面的主要主题是数字化和自动化监测、报告和核查。来自不同部门的答复者强调了自动化的重要性，特别是在数据核查和遥感以更好地测量方面。此外，受访者强调需要改进建模和准确性，并在传感器和其他监测创新方面进行投资，以降低成本。
从回答有关每吨二氧化碳清除的运营和资本支出的细分问题的受访者中，所有受访者都表示运营支出是监测、报告和核查总成本的很大一部分。这一结果意味着，除了传统的资本支出支持之外，还需要制定政策，以满足不同二氧化碳清除方法的不同特征和成本概况。在这方面，政府支助方案可以成为一个重要的杠杆。例如，美国虽然没有制定国家二氧化碳清除质量标准，但已经通过SEA-CO2计划进行了有针对性的投资，以改善m二氧化碳清除途径的监测、报告和核查流程，以推进具有成本效益的监测、报告和核查，同时能源部还呼吁提供1500万美元的资金，以开发超越各类方法的监测、报告和核查最佳实践和技术。
适应不确定性
由于与二氧化碳清除项目的有效性相关的一些不确定性是不可避免的，这就提出了如何管理这种不确定性的问题，包括定义可接受的不确定性界限。在某种程度上，这取决于二氧化碳清除购买者想要提出的主张，这可能会改变对监测、报告和核查量化信心的预期。可接受的确定性阈值可能会因买方类型和购买用例而有所不同（例如，购买是否将用于要求一对一的排放消除补偿，还是仅仅代表一项投资）。例如，如果购买清除物的预期目的是为了共同学习和刺激需求，催化购买者可能会接受较低的确定性或质量。另一方面，对于仅为声明要求而购买二氧化碳清除的公司，可能需要更高的确定性门槛。
更进一步，可以通过为不同用例建立上下不确定性界限，并为监测、报告和核查采用保守的基线方法来增强信心和可信度。在对观察结果或模型结果进行统计分析的基础上，采用概率方法处理碳捕集效率和捕集逆转风险方面的不确定性，应为现实世界的结果提供界限，确保以保守的概率水平发放信用额度。对于每种方法，这可能有所不同，决策者为具有地质存储的方法建立了较高的界限，其中监测、报告和核查相对不太复杂，而为开放系统二氧化碳清除（如海洋碱度增强）建立了较低的界限，其中监测、报告和核查相对更复杂。
另一个关键的知识差距是了解减少监测、报告和核查不确定性的边际成本。虽然一些创新可能以最小的成本大幅降低不确定性，但其他创新可能过于昂贵，在经济上不可行（因此，出售更高信用的新增价值不会超过投资成本）。我们的分析表明，一些最不确定的方法也是最昂贵的（例如，战争遗留爆炸物和海洋生物质沉降）。在监测、报告和核查昂贵、复杂或有缺陷的地方，它可能导致准确性和成本之间的权衡，特别是在如果没有足够的意愿支付更准确、但更昂贵的监测、报告和核查情况下。
影响监测、报告和核查方法的因素
虽然成本是一个重要的考虑因素，但它并不是压倒一切的因素。受访者强调需要平衡整体项目预算和准确性，表明需要对监测、报告和核查支出采取细致入微的方法。例如，虽然有些人指出成本是他们选择监测、报告和核查供应商的主要影响因素，但其他人则描述了需求和预算考虑的混合因素。人们也认识到，考虑到这么多公司都很年轻，预测监测、报告和核查成本是很复杂的。因此，一些受访者承认对成本缺乏充分的了解。
值得注意的是，一些项目开发商声称，在买家质量偏好的驱动下，他们正在寻求比当前方法大纲更广泛的监测、报告和核查。这强调了监测、报告和核查实践与市场需求保持一致的重要性。此外，标准和议程的设计和质量被强调为确定成本的关键因素，加强了对指导监测、报告和核查过程的强大框架的需求。
告知更广泛的成本假设
了解不同方法的监测、报告和核查成本还可以为学术和政策研究提供信息，通过在评估临时储存的经济方法中提供更准确的监测、报告和核查成本（例如，森林需要重新种植/维持，因为碳只临时储存不到100年）。该领域的早期研究假设持续监测、报告和核查成本占所有二氧化碳清除总投资的5%。然而，监测、报告和核查成本因方法而异，在几乎所有情况下都大大超过这个数字。所有方法的监测、报告和核查平均成本相对于Grantham数据集的总移除成本为12%，而Frontier数据集为23%。
使用更准确的监测、报告和核查和特定方法的成本信息将大大改变用于确定需要储存的暂时清除碳吨数相当于永久储存的1吨的等效比率。这将导致临时二氧化碳清除与永久二氧化碳清除的比例更高。因此，当监测、报告和核查的高成本被完全计算在内时，今天看起来“更便宜”的移除实际上意味着未来的巨大成本。
鉴于英国等国政府正在考虑这种方法，这些假设必须稳健，这一点至关重要。在评估监测、报告和核查成本以及对碳的社会成本和未来贴现率或未来移除成本的规范性假设方面的微小差异可能会对社会产生巨大的环境和经济影响。
除此之外，监测、报告和核查成本估算有助于决策者评估是否应将对监测、报告和核查的具体支持纳入二氧化碳清除政策框架，例如即将出台的“英国GGR商业模式”中的碳差异合同。这项研究表明，对于“英国GGR商业模式”的第一次迭代来说，这可能是不必要的，该模式优先考虑支持ccs的二氧化碳清除，如DACCS和BECCS，其中监测、报告和核查的成本既不是升级的障碍，也不是特别高。然而，如果商业模式扩大到包括监测、报告和核查的绝对和相对成本较高的二氧化碳清除方法（如战争遗留战争或军事二氧化碳清除），则可能需要包括支持监测、报告和核查成本的明确规定。重要的是，业务模式要足够灵活，以便在未来适应这种情况。
5.结论
世界是否有能力在本世纪将全球气温上升限制在1.5°C以内，现在越来越依赖于在减少进一步排放的同时考虑二氧化碳的清除。然而，为了让社会和政府对二氧化碳清除有信心，对碳清除和储存方法的范围进行监督是至关重要的。监测、报告和核查提供了这项服务。然而，在这样一个新兴的行业中，不同监测、报告和核查方法的有效性存在许多未知因素，包括如何在可接受的成本、商业需求和量化的准确性之间取得平衡。
本报告试图通过研究监测、报告和核查成本如何影响二氧化碳清除的长期边际成本，以及存在哪些机会来降低这些成本，以确保二氧化碳清除能够升级，同时保持公众可接受性和环境完整性，来研究这个问题。该报告提供了对二氧化碳清除监测、报告和核查成本的早期评估，但这里的数字仅提供了2022年至2024年之间的快照，必须随着时间的推移进行修订，以应对技术和工艺的创新。
到目前为止，监测、报告和核查成本一直被捆绑在整体二氧化碳清除成本估算中，缺乏具体方法的监测、报告和核查成本数据。该领域的早期贡献假设持续监测、报告和核查成本占所有二氧化碳清除总投资的5%。尽管样本量很小，但本报告中的研究提供了所有方法中监测、报告和核查平均成本相对于清除总成本的最新估计。对于Grantham数据集，这个值是12%，而对于Frontier数据集，这个值是23%。考虑到样本量小，在更强、更广泛的行业参与下重复调查是未来研究的重点。
需要更多的研究来制定详细的特定于方法的监测、报告和核查成本估算，并确定（在比本文更细粒度的层面上）哪些监测、报告和核查过程是昂贵的，减少不确定性和低效率的增量成本，以及需要关注和政策支持的未知因素。
关于不确定性与监测、报告和核查成本之间的关系，已有一些早期的评论。这个问题需要更多的关注，因为各国政府目前正在制定监测、报告和核查标准，这些标准需要平衡准确性（以最大限度地提高气候效益和监督）和通过监管对试图提升关键行业的公司施加更高的成本。