透過碳捕存技術,加速淨零碳排之路



從工業革命開始,人們大量使用化石燃料,過程中大量溫室氣體排放到大氣中,隨著溫室氣體在大氣層中不斷累積,至今已經對於生活在地球的生物及環境造成了巨大影響。

根據統計,人類每年製造出約510億噸的溫室氣體至大氣層。另根據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)2014年預估,到2100年大氣中的二氧化碳濃度會大於1,000 ppm。如此高濃度的二氧化碳,不只會使得全球平均氣溫及海平面上升,還會使得生物的呼吸及循環器官受到影響,造成頭暈、疲倦、心跳加速及呼吸困難等情況產生。

因此,如何有效減少溫室氣體排放量及大氣層中的溫室氣體濃度,成為人類永續發展的當務之急。

淨零碳排相關法案

我國立法院於今(2023)年1月時通過《氣候變遷因應法》修正草案,並預計最快於2024年開始對於每年排碳2.5萬噸以上的鋼鐵、水泥、半導體等排碳大戶,開始徵收碳稅,作為「溫室氣體管理基金」,專款專用於執行溫室氣體減量及氣候變遷調適等用途。

而目前全球已有135個國家及1,049個城市宣示要在2050年達成淨零碳排的承諾,意味著當地排碳戶必須透過碳補償機制,像是植樹造林、購買碳權,或是二氧化碳捕獲與封存(Carbon Capture and Storage,CCS)等技術,來抵銷期間內所產生的碳排放量。

減少碳排應對方式

減少碳排放方面,國際能源總署(IEA)2016 年提出《能源技術展望報告》指出,減碳方案有核能、再生能源、碳捕存、發電效率提升與能源轉換、終端能源轉換、終端利用效率提升等六大項。

而透過減少使用化石燃料轉而使用核能及再生能源,確實可以達到減少二氧化碳排放,但卻無法完全避免二氧化碳產生及排放到大氣中,溫室氣體的危害仍持續對地球產生影響。

因此現今各國都在持續發展碳捕存技術,並探尋捕捉後的二氧化碳,轉化為有價值、可銷售的產品或原料的可能性。

碳捕存技術簡介

碳捕存技術主要是將化石燃料燃燒轉化為能源的過程中,利用捕獲技術將火力發電廠、工廠等排放出的二氧化碳分離,二氧化碳通過高壓壓縮變成液態,再經由管線、船舶等方式運輸至合適的封存地點進行封存,從而使二氧化碳與大氣隔絕,降低釋放到大氣中的溫室氣體排放量。

 

圖1:碳補存技術流程

圖片來源:

https://speakerdeck.com/learnenergy/tai-dian-gong-si-er-yang-hua-tan-bu-ji-yu-zai-li-yong-yan-fa-xian-kuang-yang-ming-wei-zu-chang

 

碳捕存技術應用

Twelve是一間美國的氣候科技新創公司,它發展出一種電化學反應器,使用 CO2、水和可再生能源來製造現今透過提煉化石製成的數千種化學品、材料和燃料。

Twelve現今已研發出E-Jet®無化石噴氣燃料,透過碳轉化技術,一種新的電化學反應器和專有催化劑製成,可使 CO2和水通電,從而產生合成氣 CO + H2,再將其提煉成碳中性噴氣燃料。

目前E-Jet® 已經過認證,且跟傳統使用的石油基燃料相比,具有相同的質量和性能,並由於燃料中的碳來自空氣,在相同生命週期內與石油基燃料相比,最多可以減少90%的碳排放量。

並且已於2022年7月Twelve宣布與美國阿拉斯加航空(Alaska Airlines)和微軟簽署合作備忘錄,協議共同推進Twelve的E-Jet®生產,在將來會為微軟搭乘阿拉斯加航空的商務旅行供應此項燃料。

 

圖2:Twelve電化學反應器構造

圖片來源https://www.businesswire.com/news/home/20211019005417/en

 

 

封面照片:Unsplash

資料來源: 

1.《氣候變遷因應法》三讀過關 碳費即將開徵 重點整理一次看

2.什麼是碳捕存(CCS)?原理及重要性

3.【碳捕捉真的能創造營收】新創公司 Twelve 為你解答,成功捕獲 CO2 後該拿它怎麼辦

 

 

 

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