從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，一大批戴著鴨舌帽的燃?xì)夤艿拦と吮几坝?guó)各地，將一個(gè)使用所謂的城市燃?xì)猓錃?、一氧化碳和其他氣體的混合物）的網(wǎng)絡(luò)改造成使用不久前在北海發(fā)現(xiàn)的天然氣。這項(xiàng)工程經(jīng)過(guò)精心策劃，以避免造成對(duì)客戶供暖中斷或氣體泄漏和爆炸。天然氣的毒性小于用煤生產(chǎn)的城市燃?xì)?，所以其潛在的好處是巨大的，尤其是自殺率下降了，因?yàn)殚_(kāi)煤氣尋死的人少了。
如果英國(guó)第三大城市利茲得愿所償，那么該國(guó)的部分地區(qū)可能很快就會(huì)逆轉(zhuǎn)這一過(guò)程，又從天然氣轉(zhuǎn)回氫氣——不過(guò)這次是純粹的氫氣。公用事業(yè)公司北方天然氣公司（Northern Gas Networks）開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)名為H21的項(xiàng)目，使用基于利茲的藍(lán)圖，計(jì)劃如何利用英國(guó)的天然氣網(wǎng)絡(luò)，把低碳?xì)錃獯嫣烊粴馑腿爰彝ズ推髽I(yè)。一旦城市的舊鑄鐵管道完全被聚乙烯管替代，剩下的挑戰(zhàn)就是證明氫可被安全地大規(guī)模輸送。如果可以，北方天然氣公司希望在整個(gè)英格蘭東北部供應(yīng)氫氣用于供暖和烹飪。它想把利茲變成全球氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，它希望調(diào)整蒸汽-甲烷重整（SMR）這種最常見(jiàn)的制氫法——捕獲過(guò)程中排放的二氧化碳。
除了需要改善房屋的保溫隔熱外，人們?cè)谟懻摎夂騿?wèn)題時(shí)很少會(huì)關(guān)注供暖，盡管它能耗巨大，特別是在氣候寒冷的地方。英國(guó)供暖的能源消耗超過(guò)了發(fā)電或運(yùn)輸系統(tǒng)。其中約70%來(lái)自燃燒天然氣，產(chǎn)生了該國(guó)二氧化碳排放量的四分之一以上。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，全球建筑物中使用的化石燃料中約有四分之三用于供暖。
在氣候討論中很少提及供暖的一個(gè)原因是它的脫碳比發(fā)電的脫碳更難。這讓決策者更容易忽視它。將可再生能源接入單個(gè)電網(wǎng)要比將人們家中和工作場(chǎng)所的數(shù)百萬(wàn)個(gè)燃?xì)忮仩t轉(zhuǎn)換成電爐容易得多。其次，天然氣公司比電力公司規(guī)模小，吸引的注意力也更少。“天然氣行業(yè)是一個(gè)隱形的行業(yè)。”利茲氫項(xiàng)目的策劃者、北方天然氣公司的丹·薩德勒（Dan Sadler）說(shuō)。
電可以為家庭供暖，但通?？赡芏疾皇亲詈玫倪x擇。例如，在英國(guó)，極端寒冷天氣期間的高峰供暖需求達(dá)到約300吉瓦，是電力需求峰值的五倍。電網(wǎng)需要大規(guī)模擴(kuò)建才能滿足這一需求，尤其還要能夠存儲(chǔ)大量電力。
此外，在天然氣作為主要供暖燃料的地方，放棄天然氣網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)讓數(shù)萬(wàn)億美元的資產(chǎn)“擱淺”。如果可以清潔又廉價(jià)地生產(chǎn)氫氣或其他氣體（例如由有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)的生物甲烷），它們或許就可以使用許多現(xiàn)有天然氣管道和儲(chǔ)存設(shè)施，只需稍作調(diào)整即可。一旦新的燃燒器在爐灶和鍋爐中安裝就緒，用戶可能幾乎注意不到任何變化。
電力仍將扮演重要角色，特別是與更好的隔熱保溫相結(jié)合后。例如，電熱泵就好像是反向冰箱或空調(diào)，從空氣或地面吸取熱量來(lái)加熱房屋。這種設(shè)備買(mǎi)起來(lái)貴，但用起來(lái)便宜，總能耗要少于它們傳送的熱量。歐洲熱泵協(xié)會(huì)表示，2011年至2017年，歐洲的熱泵保有量增加了一倍，達(dá)到1060萬(wàn)臺(tái)。
但在那些天然氣已成為主要供暖燃料的地方，氫可以作為替代品。在利茲，項(xiàng)目計(jì)劃是將蒸汽和甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳，再利用碳捕獲和儲(chǔ)存（CCS）捕獲二氧化碳。最終，當(dāng)有足夠的零碳電力時(shí)，或許可以通過(guò)電解水來(lái)可持續(xù)地生產(chǎn)氫?，F(xiàn)在最大的問(wèn)題是CCS能否成為一種可行的技術(shù)。
在北海的另一邊，作為利茲項(xiàng)目參與者的挪威國(guó)家石油公司（Equinor）正試圖幫助解答這個(gè)問(wèn)題。在挪威荒蕪的西海岸，它是挪威政府、殼牌和道達(dá)爾在蒙斯塔德技術(shù)中心（TCM）的合作伙伴。該中心的建設(shè)花費(fèi)高達(dá)60億挪威克朗（6億美元）。它于2012年啟動(dòng)，目前是世界上最大的碳捕獲技術(shù)測(cè)試中心。從12月開(kāi)始，美國(guó)工程和建筑公司Fluor將成為在這里測(cè)試新CCS工藝的最新一家大企業(yè)。
CCS這項(xiàng)技術(shù)屢屢未能實(shí)現(xiàn)預(yù)期。化石燃料的生產(chǎn)商希望它能發(fā)揮作用，因?yàn)檫@可以讓它們的產(chǎn)品——比如天然氣——在一個(gè)后碳的未來(lái)保有一席之地。但是，捕獲碳排放并填埋它們的成本很高（在電力行業(yè)內(nèi)的運(yùn)行成本估計(jì)為每噸50至100美元），這在向大氣中排放二氧化碳幾乎沒(méi)有任何處罰時(shí)尤其突出。正如IEA指出，自2010年起，每有一個(gè)大規(guī)模CCS項(xiàng)目啟動(dòng)，就有至少兩個(gè)被取消。
然而，這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)有一個(gè)光明的未來(lái)，特別是應(yīng)用于SMR以及水泥等行業(yè)時(shí)（參見(jiàn)下一篇文章）。今年，美國(guó)總統(tǒng)特朗普的政府修訂了45Q條款，出人意料地向CCS投去了一條救生索。這項(xiàng)稅收抵免計(jì)劃大幅增加了對(duì)每噸碳捕獲的財(cái)政支援，并取消了碳存儲(chǔ)量的上限。它很可能會(huì)提振CCS項(xiàng)目，就像投資稅收抵免推動(dòng)了太陽(yáng)能和風(fēng)能那樣。
許多不信任CCS的環(huán)保主義者表示，從該稅收計(jì)劃中得到最多好處的是那些想把補(bǔ)貼注入油井以推動(dòng)石油業(yè)復(fù)蘇的企業(yè)。頗能說(shuō)明問(wèn)題的是，在45Q條款修訂后，一個(gè)名為“國(guó)家石油強(qiáng)化恢復(fù)計(jì)劃”的美國(guó)游說(shuō)團(tuán)體改了名字，叫“碳捕獲聯(lián)盟”。
挪威的TCM中心正在測(cè)試兩種捕獲二氧化碳的方法。其主管厄恩斯特·培特·阿克塞爾森（Ernst Petter Axelsen）解釋說(shuō)，更廣泛使用的方法是將煙氣注入一個(gè)高高的溶劑室，往里添加幾滴一種叫做胺的溶劑（從氨中分離而來(lái)），它會(huì)與煙氣中的二氧化碳結(jié)合形成液體。然后將這種液體在120°C下煮沸，釋放出二氧化碳。工程師說(shuō)，另一種使用冷凍氨作為溶劑的方法需要更多人力，因而較不常用。
一些公司使用該設(shè)施測(cè)試他們的胺化學(xué)，他們視之為“秘方”，以探索新工藝，比如類似肺部結(jié)構(gòu)的薄膜，并使用吸收材料而非溶劑。阿克塞爾森表示，對(duì)CCS的興趣已經(jīng)被45Q重新點(diǎn)燃。世界上一些最大的石油公司已經(jīng)成立了一個(gè)名為“石油和天然氣氣候倡議”的組織，其中有一筆10億美元的基金用于支持CCS項(xiàng)目。
至于碳存儲(chǔ)方面，挪威正處于一個(gè)大型項(xiàng)目的早期階段。該項(xiàng)目旨在從該國(guó)南部的海德堡水泥（HeidelbergCement）下屬Norcem公司以及位于奧斯陸把廢棄物轉(zhuǎn)化為能源的Fortum Oslo Varme垃圾焚燒廠捕獲二氧化碳。然后它讓挪威國(guó)家石油公司、殼牌和道達(dá)爾運(yùn)輸這些二氧化碳，并將它們注入海床下三公里處的多孔石灰?guī)r地層。
挪威國(guó)家石油公司希望這將成為一個(gè)新行業(yè)的起點(diǎn)，逐漸發(fā)展成通過(guò)英國(guó)提賽德（Teesside）的船舶或管道運(yùn)輸二氧化碳。其中一些二氧化碳可能來(lái)自利茲氫項(xiàng)目（挪威國(guó)家石油公司還在與北方天然氣公司合作一個(gè)補(bǔ)充提案，要將英格蘭北部的幾個(gè)最大城市從使用甲烷轉(zhuǎn)為使用氫氣）。這些二氧化碳也可以被存儲(chǔ)在英國(guó)北海水域的原烴類礦床中。
但CCS項(xiàng)目耗費(fèi)大量資金，如果沒(méi)有合理的碳價(jià)，很難收回投資。在全球范圍內(nèi)，它還依賴大量的存儲(chǔ)地點(diǎn)。推廣碳捕獲的最大希望在于它的工業(yè)應(yīng)用。