2023/09/15 碳捕集技術正蓬勃發展，但也讓人困惑

碳捕集技術正蓬勃發展，但也讓人困惑
 
發表日期：2023-7-4
作者：Phys.org；翻譯：柯端榕
引用來源：https://phys.org/news/2023-07-carbon-capture-climate-tech-booming.html
 
『參考要點』：碳捕集和直接空氣捕集是因應氣候變遷的關鍵技術，它們可以減少大氣中的二氧化碳。碳捕集從燃煤發電廠和重工業中分離二氧化碳，而直接空氣捕集則是提取已存在的二氧化碳，這些技術需要大規模擴展，但成本和封存問題仍然是挑戰。許多國家和企業已經開始投資這些技術，並且有望在未來實現更大的發展。
 
人類在2022年未能有效降低地球升溫的二氧化碳排放量，達到了410億公噸，這使得以往相對較邊緣的控制或減少大氣中二氧化碳的選項突然成為氣候政策和投資中的主要焦點。
碳捕集與封存和直接空氣捕集都是復雜的工業過程，用於分離二氧化碳，但這兩種新興技術在本質上有所不同，卻常被混淆。以下是關於它們的基本知識和區別的介紹。
 
什麼是碳捕集？
碳捕集是從化石燃料發電廠以及重工業的排氣或煙氣中分離二氧化碳的過程。燃煤發電廠的排氣中約有12％的二氧化碳，而在鋼鐵和水泥生產過程中，這個比例通常是兩倍。不同於碳捕集僅防止額外的二氧化碳進入大氣中，直接空氣捕集則是提取已經存在的二氧化碳分子，這使得直接空氣捕集成為一項「負排放」技術。
因此，只有在將捕集的二氧化碳被永久地封存在地下，例如在已枯竭的油氣儲層或鹽水層中，公司才能獲得抵換溫室氣體排放的積分。大氣中的二氧化碳濃度只有420 ppm（約為0.04％），因此使用直接空氣捕集來收集二氧化碳需要更多能源。
使用碳捕集和封存或直接空氣捕集將二氧化碳分離後，可以用來製造建築材料或「綠色」航空燃料，儘管其中一部分二氧化碳仍會逐漸釋放回大氣中。德國國際安全事務研究所的高級研究員奧利格登（Oliver Geden）表示：「如果二氧化碳被利用，那就不算是移除。」
 
現狀
自1970年代以來，化石燃料產業一直在使用碳捕集和封存技術，但目的不是防止二氧化碳進入大氣中，相反的，這些石油和天然氣公司將二氧化碳注入油田，以加快原油的提取速度。在歷史上，將碳捕集設施安裝在燃煤和燃氣發電廠上，並將捕集的二氧化碳封存起來以減少排放，在技術上是可行的，但在經濟上並不划算。
位於美國德克薩斯州的全球最大的碳捕集工廠「佩特拉諾瓦」，在2017年開幕三年即被停用。然而，嚴峻的氣候危機和政府的補貼政策使得碳捕集在能源部門及其他領域重新引起了關注。
根據國際能源署的數據，截至2022年底，全球共有35個商業規模的碳捕集設施應用於工業、燃料轉化或發電，總共分離出4500萬噸二氧化碳。相比之下，直接空氣捕集技術則非常新，全球有18個直接空氣捕集廠房，在去年僅僅捕集到1萬噸的二氧化碳量，這相當於全球在10秒內排放出的量。
 
擴大規模
如果碳捕集和直接空氣捕集要在減少全球碳排放中扮演重要角色，兩者必須進行大規模擴展。根據國際能源署(IEA)的資料，為了實現中世紀凈零排放目標，到2030年，碳捕集和封存技術需要將每年從電力和工業中轉移的二氧化碳量增加到13億噸，相當於去年的30倍。直接空氣捕集技術則需要在2030年每年去除6,000萬噸二氧化碳，是目前量能的數千倍。然而，這個新興產業正吸引著越來越多的參與者，預計明年美國將會有第一座每年可捕集百萬噸二氧化碳的工廠投入，其它相關工廠也將陸續跟進。
美國威斯康辛大學麥迪遜分校的教授格雷戈里·尼梅特（Gregory Nemet）說：「這是一個巨大的挑戰，但並非前所未有的。」他提到了其他技術，例如太陽能板，這些技術在數十年間已經大規模擴展起來。封存二氧化碳的場地準備工作可能需要長達10年的時間，因此封存能力可能會成為碳捕集和直接空氣捕集發展的一個嚴重瓶頸。
 
每噸碳捕集成本
對於濃度高的二氧化碳工業過程，碳捕集的成本約為每噸15至20美元（約新台幣450至600元）；對於濃度較低的廢氣，例如發電過程中的廢氣，成本則為每噸40至120美元（約新台幣1,200至3,600元）。而直接空氣捕集作為一個新興技術，成本更高，目前每捕集一噸二氧化碳的成本範圍在600至1,000美元（約新台幣18,000至30,000元）之間。根據今年早些時候發表的《二氧化碳去除現狀報告》，預計到2050年，直接空氣捕集的成本將急劇下降至每噸100至300美元（約新台幣3,000至9,000元）。
 
資金追踪
隨著各國和企業對減碳時間表和實現凈零承諾的壓力增大，越來越多的資金（包括公共和私人的）正在流向碳捕集和直接空氣捕集領域。在美國，《通脹減縮法案》（Inflation Reduction Act）為碳捕集計畫提供數十億美元的稅收優惠。先前的《基礎建設投資和就業法案》則提供了約120億美元（約新台幣3,600億元）的資金，用於碳捕集等領域，並規劃在未來五年內進行。
加拿大的2022年預算也延長了對碳捕集計畫的投資稅收優惠，將計畫成本降低一半。南韓和中國也在這一領域大舉投資，中國上個月在江蘇省開設了一座50萬噸的直接空氣捕集工廠。在歐洲，支持主要由國家層面提供，並且主要針對工業和封存領域，尤其是在北海等地區。
對於直接空氣捕集，包括Alphabet、Shopify、Meta、Stripe、Microsoft和H&M Group集團在內的一系列公司，已經支付了一筆款項，承諾在2022年至2030年之間共同購買至少10億美元的「永久碳排放去除」。上個月，摩根大通與瑞士的直接空氣捕集先驅公司－克萊姆沃克斯公司（Climeworks）達成了一項價值2000萬美元（約新台幣6億）、為期九年的碳去除協議。