碳捕捉—為淨零碳排添秤頭

張國鑫
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2015年第21屆聯合國氣候峰會(COP21)通過的《巴黎協定》明確宣誓要把全球平均溫度上升控制在低於工業化前的2°C以内,並努力將氣溫升幅限制在工業化前的1.5°C之内。但在國際能源署(IEA)2021年發表的2050淨零碳排報告裡,即使承諾到2050年要達到淨零碳排的所有宣誓國都完全執行他們的減碳計劃並且達標,全球的平均溫度還是會達到比工業化前上升2.1°C。

報告出來後,很多國家不但重新調整淨零碳排路徑,也再度檢視可以幫忙達到淨零碳排的方法,這時候碳捕捉與封存(Carbon capture, utilization and storage,CCUS)對於淨零碳排可以達到的貢獻開始受到重視。此刻正在杜拜召開的第 28屆聯合國氣候峰會(COP28)已對加裝碳捕捉與封存(CCUS)來降低碳排達到共識,而CCUS對台灣降低碳排放更為重要。

圖片來源:達志影像/美聯社

CCUS的碳捕捉日益重要

根據IEA的2050淨能碳排情境(NZE scenario),要達到淨零碳排CCUS可貢獻8%的碳減量。CCUS的碳捕捉可以是捕捉排放源(如電廠煙囪)所排出的二氧化碳或一般空氣中的二氧化碳,我們的討論會集中在捕捉二氧化碳的排放源。捕捉到的二氧化碳,經過壓縮後轉換成液體,如果是透過管線、卡車、船舶等運輸到可做為工業應用的地點則是CCU(carbon capture, utilization),如果是運輸到封存場址進行封存則是CCS(carbon capture, storage),封存方式又可分為地質封存、海洋封存、礦化封存等三種。CCU因為有二氧化碳再利用的經濟誘因,尤其是發展初期很多用於提高石油採收率(Enhanced Oil Recovery, EOR),CCUS以前的發展大多為CCU。因為淨零碳排的迫切性,未來CCUS的發展會以碳捕捉與封存(CCS)居多,這也顯示出減緩地球暖化的壓力已改變了商業模式與行為。

近年來台灣雖然全力發展再生能源以減緩地球暖化並期達到2050淨零碳排,但為了兼顧供電穩定,短期內還是要維持相當比例的石化燃料發電,尤其是天然氣發電。天然氣發電的優點是幾乎沒有空氣污染,但是還是會排放二氧化碳,雖然排放量只有燃煤發電的一半。石化燃料發電所排放的二氧化碳不但影響淨零碳排達標,也會讓降低電力排碳係數遇到瓶頸,讓台灣的對外出口要付比較多的碳關稅。

台灣要發展氫能,更需要CCUS

為了供電穩定並降低石化燃料發電的碳排放,CCUS是一個解決之道。另外,目前台灣的能源政策規劃到2050年要有9~12%的發電來至氫氣,發展氫能也是一個很重要的能源課題。台灣目前的再生能源發電量要多到可以全力發展綠氫還有一段距離,短期的氫能發展除了進口外,也要仰賴技術成熟又不貴的甲烷蒸氣重組(steam methane reforming, SMR)。但是甲烷蒸氣重組有排放二氧化碳的問題,CCUS可以用於捕捉SMR製氫排放的二氧化碳,解決製氫碳排問題,讓SMR產生的氫氣由灰氫變成藍氫。相較於其他國家,台灣更需要發展CCUS。

CCUS技術於1970年起就已經開始發展,但礙於經濟效益和缺乏誘因,過去幾年CCUS並未能廣泛的用於減緩地球暖化。近年來因減少二氧化碳排放的壓力日增,很多國家才意識到CCUS對降低碳排的重要性,誓言要在2050年達到淨零碳排的93個國家裡已經有48個國家提到要用CCUS來降低碳排放。台灣在CCUS的技術發展也有一些成果,台電、工研院、台朔、台泥和一些學術單位都有投入CCUS開發。

要製造經濟誘因以利CCUS發展

政府可以協助整合這些發展成果,並適度引進必要的國外技術,讓台灣能發展出對自己淨零碳排可做實質貢獻的CCUS技術。和其他國家一樣,CCUS在台灣沒有廣泛發展的主因是缺乏經濟誘因,在未來發展上,政府應該制定可以鼓勵CCUS發展的法規和制度,利用國營單位建立CCUS應有的基礎設施,以碳費、補助、所得稅優惠等方案提供誘因鼓勵民間發展CCUS並降低成本,並用碳稅及其他方式要求碳排放源採用CCUS來降低碳排。

每個國家的能源政策因天然環境和國情而異,淨零碳排的路徑也會因能源政策和本身的環境條件而不一樣。根據IEA統計,到2030年CCUS主要用於發電和製氫的碳捕捉(兩項預估的年度碳捕捉量相同,分別為8000萬噸;其餘3500萬噸則是捕捉工業製程所排的碳),而發電和製氫的碳排放又是台灣即須解決的問題,台灣發展CCUS刻不容緩!

此文章與信傳媒同步刊登

作者為前星元電力公司董事長

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