第九章 二氧化碳不會消失
「綠色成長」有點讓人聯想到你可以無止境地享用蛋糕卻不會發胖的夢想。生活應該毫無限制。對於身體而言,我們已經找到了一種相當暴力的方式來擺脫危險的肥胖:吸脂手術。在氣候保護方面,也同樣有類似的想法,把溫室氣體從大氣中抽除。
這個專業術語叫做「碳截存」(Sequestrierung),意思是捕獲二氧化碳並永久地儲存在深層的地質結構中。這種方法具有無可比擬的優勢,可以為人類提供一種類似再保險的安全網。如果要避免排放二氧化碳這個方法變得太費力或太昂貴,那就換個想法,直接把空氣中的二氧化碳吸除。可惜這個想法太過美好,卻無法實現。碳截存如果能辦到的話,也只能以有限少量的方式進行。因為過濾技術需要耗費大量能源,而且在技術上還尚未成熟。
二氧化碳是一種隱匿的氣體。儘管它對氣候造成了巨大的破壞,但實際上它在大氣中的含量非常少。目前,在每百萬個懸浮微粒中大約只有420 個二氧化碳分子。因此,若想捕獲一個二氧化碳分子,需要過濾大量的空氣,這表示整個過程需要耗費大量能源。
儘管如此,人們還是開始研究各種方法來捕獲二氧化碳。最理想的情況當然是在火力發電廠運作時,直接在煙囪中收集二氧化碳並儲存。畢竟對於燃煤發電廠來說,溫室氣體占了排放廢氣的14%,因此濃度相對較高。但即使在這種非常有利的條件下,能源消耗也是巨大的:為了捕獲溫室氣體,燃煤量將增加約30%。然後,捕獲的二氧化碳還需要透過管道運送到最終儲存地點,並被注入地下,這將使能源消耗再增加10%。此外,目前具備的過濾技術成效不彰,只有只能捕獲約60%到70%的二氧化碳。
因此,如果是為了讓火力發電廠可以較環保的運作而選擇碳截存,這種作法其實並不實際。結果只會是一場昂貴的零和遊戲,因為整個過程會產生幾乎跟從廢氣中過濾出來的量相當的二氧化碳。這個結論令人沮喪,畢竟政府和石油公司為此投入了數十億的資金做研究,希望二氧化碳能像其他普通垃圾一樣,過濾出來並安全地處理掉。然而,這種希望已經破滅,就像2018年德國政府不得不承認的那樣。碳截存技術「近來的進展遠不如2000 年代的預期」。
德國唯有放棄煤炭、天然氣和石油,轉向可再生能源,才能實現氣候中和。儘管如此,長期而言,「碳截存」問題仍將相當重要,因為人類極有可能無法實現將全球暖化控制在攝氐1.5度的目標。超過這個閾值,將引發危險的臨界點,因此,如果有一天能夠成功減少二氧化碳,那將是一種幫助。跨政府氣候變遷委員會(IPCC)堅信,有朝一日會出現具有經濟效益的過濾技術,可以直接從大氣中捕獲二氧化碳。
這種方法被稱為「直接空氣捕獲」(DAC),藉由過濾周圍空氣來進行。也就是說,針對性地尋找在100個空氣粒子中的那420 個二氧化碳分子。這種技術的運作原理類似吸塵器:使用巨大的風扇迫使空氣通過過濾膜或溶劑。瑞士的Climeworks公司已經提供這樣的設備;2017年他們在蘇黎世附近的欣維爾(Hinwil)建立了第一個試點計畫。然而,這種分散式的過濾技術非常耗能,畢竟溫室氣體在周圍空氣中只是極少量的存在。
然而,不僅是過濾技術本身存在困難。迄今為止,收集到的二氧化碳將何去何從也是一個問題。一個可想而知的方法是將液化的二氧化碳引流至已經排空的油氣田或煤礦層中。碳將回歸原本開採的地方,成為一個完美循環。然而,儘管這個方法很有魅力,但它卻面臨一個問題,即二氧化碳所占的空間遠遠超過了石油、天然氣或煤炭。當煙煤燃燒時,產生的二氧化碳的體積可高達5.4倍,褐煤為1.9 倍,原油則是4.6 倍。
因此,這些過往的儲存地絕對不足以容納這麼多的溫室氣體。此外,許多礦井都有漏洞,亦不適用於儲存二氧化碳。其中褐煤通常是露天礦場開採,而其他許多煤礦則像瑞士奶酪一樣布滿孔洞,這是當初為了要盡可能完全開採礦藏而炸開的通道。
根據跨政府氣候變遷委員會的估算結果,石油、天然氣和煤炭的舊儲存地最多能儲存11兆噸的二氧化碳。目前全球每年排放約50億噸的二氧化碳中,只有大約一半被海洋、植物、土壤或沼澤重新吸收。這些地下儲存地將在44年內永久耗盡─這還未考慮到全球能源需求的持續增加的情況。
因此,人們正急切地尋找其他可能適合作為二氧化碳最終存儲地的岩層,其中「深部鹽水層」特別激發了地質學家的想像力。這些鹽床位於地下深處,充滿了水。如果將水抽出,就可以為溫室氣體提供空間。然而,即使是這種解決方案,也不像一開始聽起來那麼簡單:鹽床中的水自然非常鹹─那麼,在抽出這些水後,該如何處置呢?畢竟不能直接排放到一般河流中。
此外,要持久地防止二氧化碳再次逸出也不容易。最安全的方法是先將二氧化碳溶解在水裡,像汽水一樣,然後將其泵入鹽水層中,這樣溫室氣體就會被固定住。然而,這個可靠的方法卻有一個缺點,那就是需要太多的空間來容納水。因此,德國政府作出以下判斷:「在給定的儲存容量下,只能儲存相對少量的二氧化碳量」。尋找合適的鹽層可能也是難處之一,儘管這些儲層在紙上看起來頗有前景。德國是一個很好的例子:理論上,德國鹽層可儲存93億噸的二氧化碳,根據德國2021年排放了7.62億噸二氧化碳量來計算,這足以使用12 年以上。這些鹽層主要位於德國北部、北海、上巴伐利亞(Oberbayern)和符騰堡(Wurttemberg)東南。然而,當地的人對於將二氧化碳注入自己生活的地底下並不感興趣。因為注入二氧化碳後會增加含水層的壓力,從而增加岩層上方的地應力。而這些岩層已經飽受干擾,因此可能有潛在的漏洞。如果二氧化碳有再次逸出到大氣中的可能,那麼費力且耗能地捕獲二氧化碳和注入鹽水層就顯得毫無意義。因為即使是微小的漏洞,長期看來,也會導致封存完全徒勞無功。
此外,一旦泄漏可能導致致命後果。雖然二氧化碳基本上不具毒性。畢竟,當我們的身體在燃燒食物時,就會產生二氧化碳,並藉由呼吸排出體外。不過,當二氧化碳以高濃度存在空氣中並排擠氧氣時,這種氣體就變得危險。由於二氧化碳比氧氣重,無風時它會積聚在地表上的低窪處。因此,如果有一個二氧化碳儲層存在漏洞,可能會導致災難性的後果:洩漏的二氧化碳可能會形成數米高的二氧化碳層,毀滅所有的生命。因此,自2012年起德國的環保
組織爭取了一項法律,該法律對二氧化碳封存實施了嚴格的限制:僅允許像布蘭登堡邦凱欽(Ketzin)那樣的研究設施進行研究,但目前仍禁止大規模的儲存。
然而,在歐洲還存在其他的儲存場所。尤其是挪威正發展出一種新的商業模式,開放鄰國將二氧化碳封存於挪威沿岸鹽水層。畢竟,如果全球真的實現氣候中和,挪威將無處銷售他們的石油和天然氣,因此他們正在尋找替代的資金來源。
自1996年起,挪威每年在史萊普納(Sleipner)深部鹽水層注入近100 萬噸的二氧化碳,該鹽水層位於海床下約800 到1,000 公尺處。然而,這個封存場所是否完全密閉尚未最終確認。實際上,在地震探勘中,發現的二氧化碳量比實際注入的要少。
儘管如此,挪威仍未動搖並繼續開發了其他封存場。目前,在卑爾根(Bergen)北部正在推動「北極光計畫」(Northern Lights),至少在理論上,挪威海岸具備巨大的儲存能力:估計可容納800 億噸二氧化碳,相當於整個歐盟在20 多年內的排放量。
鹽水層並非唯一選擇。冰島嘗試將二氧化碳轉化為石頭。2021年9月,名為「歐卡」(Orca)的前導工廠開始運營。這種方法很吸引人:由於冰島屬於火山島嶼,其中90%都是由玄武岩組成,而玄武岩中含有大量的鎂、鈣和鐵。當二氧化碳溶解在水中並注入地下時,便會與這些礦物產生化學反應,形成碳酸鹽,一種類似石灰石的物質。整個化學過程大約需要兩年時間,之後二氧化碳將永遠石化和被固定住。
光是在冰島可以儲存的二氧化碳量,就已經是全球每年排放量的80 到200倍。此外,玄武岩雖是全球最常見的岩石,不過它們主要存在於海洋底部,而在德國只有一個較大的玄武岩區域─福格爾斯山(Vogelsberg)。但由於這個地區恰巧為大法蘭克福地區提供飲用水,因此不適合作為二氧化碳儲存區。
全球有足夠的潛力將二氧化碳轉化為石頭,可惜這項技術未臻成熟,而且非常昂貴,目前只有一些小型實驗工廠。冰島的歐卡計畫估計耗資1,500萬歐元,但每年只能從空氣中過濾出4,000噸的二氧化碳。
目前,人類每年排放出500億噸二氧化碳。因此,需要1,250 萬座歐卡工廠才有辦法將這些溫室氣體從空氣中去除。如果這些設備的價格仍然像在冰島一樣昂貴,那麼光是過濾器的成本就會高達187.5 兆歐元。這筆龐大的天文數字,根本無法承擔。
因此,這個行業希望資本主義能夠歷史重演─意即隨著技術的應用越來越廣泛,價格也會變得更加便宜。然而,這種比較並不適用。當時蒸汽機一問世,立即帶來回報,所以才會被大量訂購並且不斷提高效能。然而,二氧化碳過濾器的成本如此高昂,因此在商業上並不划算。如果沒有巨額的政府補貼,根本就不會繼續發展。此外,技術進步的速度也是一個問題。牛津大學研究人員對二氧化碳捕集技術在短期內降低成本並不樂觀:「在該技術50 年的歷史中,
迄今仍未出現有降低成本的希望。」
因此,「排除它」這種方法算是失敗了。二氧化碳無法簡單地被收集和處理。人類因此被迫放棄化石燃料轉而使用綠色能源。然而,關於何種能源應被視為氣候中和的綠色能源仍存在爭議。許多國家認為,核能也屬於能夠提供一個無憂未來的綠色能源之一。
第十章 核能依舊是個錯誤
如今有許多德國人懷疑,關閉核電廠是否是個好主意。42%的受訪者表示,退出核能是場錯誤。這意味著民意已經明顯轉向:2011年6月,發生了日本福島核電廠受到海嘯襲擊的事件後,德國決定徹底廢除核能。 當時,80%的德國人相信,到2022年時關閉所有的核電廠是個正確的決定。
隨著氣候危機的出現,新的優先考量也隨之而來。核能至少具有一個優勢,就是它幾乎不排放溫室氣體, 而且能可靠地提供電力。而風力和太陽能相對而言,在無風或黑暗時則會停止運作。此外,只要不發生事故,核子反應爐對環境造成的損害相對較小:與天然氣、石油和煤炭的開採相比,鈾礦開採對土地破壞較少,因為其能量密度約高出10,000到16,000倍。每年僅需125噸的鈾就足夠運作一座大型核電廠。
這股對核能重新燃起的熱情幾乎讓人聯想起戰後時期,當時核能引發了公眾和政黨的無限期待。1955年,聯邦政府甚至專門建立一個核能部,一開始由基社盟(CSU)政治家佛朗茲.史特勞斯(Franz Josef Straus)擔任部長。當時,社民黨在野派也興高彩烈地的表示「一個新時代已經開始」,全球將可以實現「和平與自由」。
但現實情況並非如此美好。即使在核能鼎盛時期,德國的19 座商用核子反應爐也僅能覆蓋約13%的總能源消耗。光是依賴核能,根本不足以支撐整個德國的能源需求。此外,即使政府沒有正式淘汰核能政策,這些老舊的核子反應爐也無法再使用多久了。核電廠的運轉的使用年限通常是40年,至多60年,超過時間繼續運作下去是有風險的。因為材料老化,核事故的發生概率將不斷增加。
所以,如果想繼續採用核能,就必須有意願建造新的核子反應爐。而能源公司只有在獲得政府的補貼時才會冒這個風險,因為迄今為止,核能電廠總是會造成數十億歐元的虧損。未來,每座核子反應爐的虧損可能會更大,因為新建工程的時間越拖越長。芬蘭的歐基洛托核電廠三號機組(OL3)即為著名的案例,該工程始於2005年。最初預計在2009年投入運營,造價為30億歐元。最終,延宕到2022年才開始運轉,並且成本幾乎翻了四倍。因此,芬蘭人選擇告別核能的冒險,決定不再建造新的反應爐了。
歐基洛托核電廠三號機組原本應該成為一個成功故事:它是第一座第三代「歐洲壓水反應爐」(EPR)。同一類型的還有一座位於法國的弗拉芒維爾核電站(Flamanville),原計劃於2012 年開始運營,造價預計為33億歐元。然而,現在的成本已經累積到了190 億歐元,而且決計無法在2023 年之前完工。
美國人也不得不經歷新的核電廠遠比預期昂貴的情況。自2013年以來,在喬治亞州沃格特(Vogtle)三號和四號機組一直還在建設中,原本預計共需耗資140億美元。然而,現在的支出估計已經達到至少320 億美元,而且目前這兩個反應堆仍還未能投入運營。
核能是唯一一個成本會不斷上升的行業。一般的情況下,技術在使用越繁時成本越低。只有核能發電廠的成本不斷上升,而且這還不包括運營結束後產生的成本。核能發電廠的退役可能需要數十年的時間,之後必須處理數千噸的放射性廢料。這些處理成本最終大部分由納稅人承擔,因為德國能源公司已經藉由一次性向國家基金支付240億歐元來擺脫責任,儘管安全的存儲燃料棒可能需要1,760億歐元,這個龐大的數字也只是保守估計而已。因為迄今還
不知道最終存放處,甚至連一個合適的地點也未有著落。
由於新建核電廠的複雜性和昂貴成本,全球核能發展停滯不前,僅佔全球能源消耗的百分之五。這幾乎微不足道。換句話說,如果核電要取代化石燃料,全球需要建造大約15,000 座新的核子反應爐。然而,目前全球只有441 座核電廠。
然而,不太可能會大量新建核電廠,因為全球對核能的投資相對有限,約每年440億美元。這個數字乍看之下可能相當可觀,但若反觀整體,2021年全球對發電產業的總投資約為8,200億美元。其中,3,670億美元用於可再生能源的擴建,其餘的則是用於化石燃料發電廠。今天的投資將成為明日的能源:這些數據清楚地表明,各國政府和企業對核能復興持懷疑態度,因為根本不划算。
此外,無法忽視的是,災難事故隨時可能發生。核能的風險是如此巨大,以至於全球沒有一家保險公司願意承擔足以涵蓋所有可能後果的保險責任。福島核災造成了約1,000億歐元的損失,若在德國發生「超級核災」(Super-GAU)的話,可能將造成高達六兆歐元的損失。
然而,支持核能的人並為因此動搖。他們期待核技術能夠得到改進。其中特別受歡迎的想法是在未來建造小型模組化反應爐,分散地在全球各地生產能源。這個想法乍聽之下頗令人信服:小型反應爐僅有兩個足球場大小,可以使用標準模組,並且量產。最終,批量生產也能使核降低成本。軟體大亨比爾.蓋茨甚至創立了一家公司,專門研發小型模組化反應爐。這些反應爐還可以安裝在地底下,以防止遭受恐怖襲擊。
一個地下小型核子反應爐的想法聽起來超現代和未來主義,但事實上卻很古老。早在戰後時期,人們就夢想著建造小型核能發電廠。1956年,當時的社民黨意見領袖里奧.勃蘭特(Leo Brandt)向他的黨員預言,很快會有一個可以裝進箱子裡的反應爐出現,並且僅需花費100萬美元,就能為整個城市提供電力。可以把它埋在地底下,「上面蓋上半公尺厚的礫石,最後拉出一根電纜即可」。當時的論點與今天相同:由於鈾具有極高的能量密度,即使是少量的
鈾也足以支持小型核子反應爐的運作。於是,人們開始談論「箱型發電廠」可用於飛機推進器的小型核子反應爐,甚至作為供暖的「迷你核子反應爐」。
結果事情的發展與預期不同。小型模組化反應爐從未建成,反而卻出現了具有高達1,450兆瓦功率的巨大核能發電廠。大型發電廠實際上更高效,因為核能發電有特定的問題。眾所周知,每個反應爐都會產生劇毒的放射性廢料。如果是分散到世界各地小型的核能發電廠,就會到處出現如何處理這些燃料殘渣的問題,以及如何防止潛在可用於製造核武器的鈾落入有心人士的手中。此外,小型核能發電廠也可能發生事故,汙染周圍環境。沒有任何核能發電廠能夠絕對保證安全。但是,對於一個大型發電廠來說,收益足以支付龐大的監管成本,而小型核子反應爐則無法應付這些費用。如果要為所有可能的情況做好準備,小型核能發電廠並不划算。
初步經驗證實了這種懷疑:美國核能公司NuScale計劃建造12座小型模組化反應爐,提供猶他州的社區提核能發電。然而,目前已有一些當地的能源供應商退出了該計畫,原因是預算從42億美元飆升到61億美元。同時,建造時間也延長,首批小型核子反應爐最早也要到2030 年才能投入使用。
目前全球只有兩個小型模組化反應爐,皆位於俄羅斯。它們是「羅蒙諾索夫院士」(Akademik Lomonossow)號浮動核能發電廠的一部分,該核電廠外觀像一艘普通的船舶,自2019 年12月開始運營。它停泊在北冰洋,為偏遠的佩韋克市(Pewek)提供電力和供暖。最初,這個計畫似乎很簡單,因為基本上只是對俄羅斯核潛艇的技術進行修改。然而,這些小型核子反應爐也變成了一個錢坑,因為建設時間從預計的五年延長到12年。此外,人們對這艘核電站船是否安全存在爭議。環保人士稱其為「飄浮的車諾比」(Tschernobyl)或「核能鐵達尼號」。
然而,成本並不是唯一的問題:全球的鈾儲量並不足以取代化石燃料,並為整個地球提供氣候中和的能源。如果根據目前的反應爐類型估算,這些儲量將在約13年內耗盡。理論上而言,可以建造快中子增殖反應爐(schnelle Bruter)以更有效地利用鈾。也可以使用其他礦物質,如釷,或從海水中過濾鈾。然而,這些技術都尚未成熟。有些未被實驗過,有些仍在實驗階段,或是在過去被放棄了。有一點可以肯定的是,在未來幾十年內,這些技術都不可能成熟到可以投入市場─假設真有實現的一天的話。無論如何都已無力回天,無法阻止氣候崩潰的發生。
此外,它們勢必比現有的反應爐更昂貴。核電樂觀主義者應該思考核能越來越昂貴的事實。這意味著,使用核能必然無法實現「綠色成長」。由於建造反應爐的成本如此龐大,電力供應將持續短缺。然而,資本主義需要充足的能源來擴張。
因此,核能不是一個解決方案,而且它還存在危險性。倡導「綠色成長」的人必須依賴風力和太陽能發電。可再生能源確實具有巨大潛力,只是它終將無法滿足需求。
作者1964年出生於漢堡,她擁有銀行專員資格,並於大學攻讀歷史與哲學,曾擔任Körber-Stfitung的研究助理、漢堡平等機會參議員Krista Sager的新聞發言人。自2000年起,她成為《日報》(taz)的記者,專門撰寫社會與經濟政策相關的議題。2010年出版第一本著作《哇,我們可以納稅,中產階級的自我欺騙》(Hurra, wir dürfen zahlen. Der Selbstbetrug der Mittelschicht),隨後相繼出版了《資本的世界史:財富哪裡來?經濟成長、貨幣與危機的歷史》(Der Sieg des Kapitals: Wie der Reichtum in die Welt kam: Die Geschichte von Wachstum, Geld und Krisen)、《除了資本主義,我們有更好的方法解決當前的經濟危機嗎?:我們可以從史密斯、馬克思和凱因斯學到什麼?》(Kein Kapitalismus ist auch keine Lösung: Die Krise der heutigen Ökonomie oder Was wir von Smith, Marx und Keynes lernen können)、《德國,一個經濟童話》(Deutschland, ein Wirtschaftsmärchen)等書,這些書皆登上《明鏡週刊》暢銷榜。

書名:《資本主義的終結:為何經濟成長與氣候保護無法並存?未來我們將如何生活?》
作者:烏麗克.赫爾曼(Ulrike Herrmann)
出版社:遠足文化
出版時間:2026年2月
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