減碳新選項：碳捕獲、再利用與封存技術

陳珈后
2022-12-19

低碳永續
碳捕獲、二氧化碳再利用、二氧化碳封存
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因應全球氣候暖化的挑戰，全球已有136個國家宣示淨零排放目標，歐盟亦採取訂定碳關稅等措施，影響供應鏈生產與出口甚劇。我國政府與企業在產業轉型的因應策略上，規劃製程改善、能源轉換、循環經濟三大面向共11項措施；其中，減碳措施為不可或缺的一環。

短期之內，石化燃料仍為各國主要電力來源，碳捕獲、再利用與封存技術(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)，可解決工業生產或石化燃燒轉換能源過程產生的碳排放問題。CCUS透過燃燒前或後捕獲、富氧燃燒、工業分離等捕獲技術，在各排放源捕集二氧化碳，排放源如化工業、石化業、發電業、鋼鐵業、天然氣處理與生產等，接著進行高壓壓縮，轉換為液態，再透過管線等方式運輸，繼而進行再利用或封存等處置，封存的方式包括儲存於地底下、海洋中，或與礦物進行學反應形成固體等。

日本經產省於2012至2020年期間，在北海道苫小牧市進行碳捕獲與封存(Carbon Capture and Storage, CCS)測試驗證，將煉油廠製氫設備的廢氣產生的二氧化碳，透過變壓吸附法(Pressure Swing Adsorption, PSA)捕捉，再傳輸至CO2分離、回收與注入設備封存(流程如圖1)。依據該實證試驗基礎，可產出適用於製氫、產氨、氣化複循環發電（Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC）的CCS的成本模型，並進一步推估出商業化CCS成本模型。

在二氧化碳的封存技術上，地質封存為國際間現階段最可行的選項。惟據苫小牧市CCS實證案例亦可了解，二氧化碳封存面臨諸多問題與高難度，例如封存過程會損失10〜40%的電力、研發成本、封存場址資料、鹽水層中的安全評估、後續監控、地震影響、法律規範等，且無洩漏是過程中非常需要實際數據加以驗證的一個項目，更增添此方案之難度。

國內碳捕獲已具備示範工廠的研發量能，目前有台灣水泥、台塑及中鋼已建立二氧化碳捕獲平台，在二氧化碳再利用上，可用於熔接作業用的遮護氣體，或食品領域的碳酸水等飲料，抑或把二氧化碳製成乾冰，用於生鮮食品的低溫保存及運送等。相較於二氧化碳封存仍多有疑慮，二氧化碳再利用技術將值得鼓勵推動。