2023/04/10 碳捕集與封存技術的可行性與未來

碳捕集與封存技術的可行性與未來
The Feasibility and Future of Carbon Capture and Storage Technology
發表日期：2023-4-2
作者：NATACHA ROUSSEAU；翻譯：思維環境科技有限公司；校稿：古蔚辰
引用來源：https://earth.org/the-feasibility-and-future-of-carbon-capture-and-storage-technology/
 

圖說：碳捕集和封存技術是在二氧化碳釋放到大氣中前將其吸收並安全儲存的技術。雖然現今仍不是一種經濟上可行的技術，但大規模採用此技術的日子可能就在眼前
 
儘管幾十年來科學家發出的警告越來越明確，世界各國政府也做出了相應的承諾，但每年仍有越來越多的溫室氣體和二氧化碳釋放到大氣中。二氧化碳在大氣中的存留時間為1,000到3,000年，造成全球氣溫上升到危險的歷史高位。到目前為止，地球的大氣層和海洋的溫度已經比工業化前平均升溫攝氏1.1度。
專家表示，全球溫室氣體排放量每年必須減少1到20億噸，才能使全球溫度控制在相對於工業化前水平的攝氏2度以下。科學家們一致認為，我們需要保持在這一數值以下，才能避免氣候變遷帶來的最壞後果。
但是，如果我們能從大氣中去除多餘的碳呢？直接從大氣中捕捉二氧化碳的碳捕集和封存技術可成為一種工具，不僅可以降低二氧化碳的排放，還有望逆轉人類歷史上的碳足跡。事實上，根據世界頂級氣候科學家組成的政府間氣候變遷專門委員會的最新報告，考量到我們大氣中已有的二氧化碳量，僅僅減少溫室氣體排放是不夠的，去除碳才能幫助實現全球排放目標和降低大氣中溫室氣體濃度，是不可少的、不可避免的機制。
碳捕集和封存技術透過從排放源捕獲二氧化碳後運輸到封存，然後將其與大氣隔離開來。目前，該技術能捕獲的二氧化碳大約85-95%。
捕集碳的方式主要有三種：燃燒前處理、燃燒後處理以及氧燃料燃燒。燃燒前捕集是在碳被捕捉後，在燃燒過程結束之前從化石燃料中去除；燃燒後捕集是從現有發電廠的煙道中捕獲碳，是最常見的碳捕集和封存技術形式；富氧燃燒是發電站燃燒純氧，產生由二氧化碳和水蒸氣組成的煙氣，然後可以透過壓縮和冷卻水來分離二氧化碳。
這一切聽起來很酷，對吧？好吧，暫時不要太興奮。在將碳捕集和封存技術視為解決氣候危機的靈丹妙藥之前，必須要考慮碳捕集的經濟可行性。
1996年第一個碳捕集和封存工廠Sleipner開始在挪威營運後並不是一個盈利的企業。事實上，挪威的碳排放稅如今約為每噸235美元（約新臺幣7,050元）為碳捕集和封存工廠Sleipner提供了經濟上的獎勵。
如今，全球碳捕集成本在每噸600美元（約新臺幣18,000元）左右。全世界每年排放大約431億噸碳，這相當於約25.8兆美元（約新臺幣793兆元）用於封存每年排放的所有碳。再生能源的使用在過去10年中迅速增加，是美國增長最快的能源，從2010年到2020年增長了42%，這在很大程度上歸功於美國政府對能源領域的投資增加。在2020年時，美國國會就通過了一項法案，針對可再生能源撥款350億美元（約新臺幣1.06兆元）。
鑑於碳捕集的經濟性，目前大規模實施碳捕集與封存技術並不現實。但如果我們將可再生能源視為類比，就有理由充滿希望。可再生能源的採用在過去10年中迅速增加是美國增長最快的能源，從2010年到2020年增長了42%，同時太陽能的成本比過去下降了80%。這在很大程度上是由於美國政府增加了對可再生能源的投資。在2020年，美國國會通過了一項法案，為可再生能源撥款350億美元（約新臺幣1.06兆元）。
除了獲得更多投資外，自2010年以來，太陽能等可再生能源的成本下降了80%。近年來可再生能源基礎設施成本的下跌，因此我們也可以將希望寄託於碳捕集與封存的技術成本會下跌。2020年，碳捕集與封存技術的市場價值約為19億美元（約新臺幣570億元），到2030年，碳捕集與封存市場預計將達到70億美元（約新臺幣2,100億元），這反映出2021年至2030年的年均複合增長率為13.8%。
氣候技術從過去到現在都依賴私營部門取得成果。儘管政府補貼確實有所幫助，但如果沒有企業家伊隆·馬斯克（Elon Musk）的獨創性和自由市場的激勵措施，電動汽車製造商特斯拉就不會成為價值萬億美元的公司。如果批評者可能想將這些支持視為可再生能源或碳捕集與封存無法在「自由市場」中生存的證據，請記住，化石燃料行業過去是地球上補貼最多的行業之一，每年補貼仍介於5,000億和10兆之間（約新臺幣15兆元至300兆元之間）。
為此，科技界億萬富翁比爾蓋茨（Bill Gates）透過他的突破性能源投資基金投資了碳捕集公司Verdox科技。Verdox科技採用了一項利用電能捕獲碳的創新技術。如今，許多碳捕集與封存企業都在努力降低成本並提高碳捕集與封存的效率。
2022年5月11日，為重工業提供碳捕集解決方案的供應商Carbon Clean為碳捕集與封存技術籌集了1.5億美元（約新臺幣45億元）。Carbon Clean的目標是比傳統的點源碳捕集設備小10倍，還可將平均成本削減大約一半至每噸30美元（約新臺幣900億元）左右。
除了獲得風險投資資金外，碳捕集與封存技術還可透過碳權和納稅人的錢成為自願性碳市場的接受者。自願性碳市場歷年來為永續發展計畫提供資金，例如擴大再生能源和森林保護計畫，碳捕集與封存技術正在成為另一種去除碳的選擇。加拿大最大的零售公司Shopify已簽署協議，直接從大氣中去除10,000噸二氧化碳。
現今，全世界只有24個商業碳捕集與封存工廠，其中12個在美國。在未來的幾十年裡，我們將不得不拭目以待，看看碳捕集是否會成為解決氣候變遷經濟上的可行工具，以及是否會融入人類的文明結構。