全球 135 個國家宣示 2050 年達成淨零碳排，意指在特定一段時間內的二氧化碳排放量，必須透過碳補償機制，像是植樹造林、購買碳權，抵銷必要的碳排放量，其中直接從空氣中捕捉二氧化碳的「碳捕捉」，成為達到淨零碳排的重要技術之一。
根據國際能源總署（IEA）2016 年提出的《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，其中「碳捕存」為成本最低且技術較成熟的減碳方案。
「碳捕捉」指的是收集與封存二氧化碳的技術（Carbon Capture and Storage，CCS），目前主要是使用石灰（CaO）或氫氧化鉀（KOH）與二氧化碳反應產生沉澱的方式，透過收集溫室氣體後分離二氧化碳，再加以壓縮封存到合適地點，減少碳排進入大氣層。
▲ 冰島全球最大碳捕捉工廠。（Source：Climeworks）
全球最大碳捕捉工廠在冰島
歐洲各國最早投入 CCS 技術發展，挪威國家石油公司 1996 年就在北海 Sleipner 天然氣田，建置全球第一個大型碳捕捉和封存系統，並已能捕獲 100 萬噸的二氧化碳，而英國的目標則是到 2050 年，通過投資研發、擴大基礎設施和加強財政激勵措施，捕獲 4,700 萬噸的二氧化碳。
說到 CCS 技術不能不提冰島的發展，因為 2021 年瑞士新創 Climeworks AG 與冰島公司 Carbfix 在當地建置全球最大碳捕捉工廠，透過新興技術與地理優勢，成功將二氧化碳轉變成「石頭」，預計每年可封存 4,000 噸二氧化碳，相當於把 790 輛汽車的年碳排封入地底。
最新的 CCS 技術，由英國新創 Brilliant Planet 提出的碳捕捉封存模型，團隊在沙漠海岸邊建置一個超大型工業用微藻繁殖場，利用藻類強大的碳捕捉能力，以十分之一的成本大規模進行碳捕捉與封存，預估每年約有 20 億噸碳捕捉潛力，足以抵消全球每年二氧化碳排放量的 5.5% 以上。
▲ 埃克森美孚為美國能源巨頭。（Source：ExxonMobil）
埃克森美孚 CCS 中心遍地開花
美國拜登政府 2021 年 11 月簽署基礎設施法案，計劃投資 120 億美元用在碳捕捉與封存系統示範，而目前美國最大的 CCS 是埃克森美孚（ExxonMobil）在墨西哥灣建置的休斯頓航道 CCS 創新區，目標是捕獲 1 億噸的二氧化碳。
做為美國能源巨頭的埃克森美孚，面臨著節能減碳降低全球暖化的公眾壓力，因此一直在投資建置 CCS 相關技術，並預計用來捕捉二氧化碳，並將其封存在地底的市場規模，到 2050 年將達 4 兆美元，相當於美國石油和天然氣市場的 60%，因此埃克森美孚將 CCS 列為重點發展項目。
自此，埃克森美孚在世界各地展開 CCS 建置計畫，其中包括擴建美國懷俄明州的 CCS 設施，計劃 2025 年啟動投資 4 億美元，預計每年捕捉 120 萬噸二氧化碳，並規劃在德州建置一座製氫廠與世界最大的 CCS 工廠，預計每年捕捉與封存 1,000 萬噸二氧化碳。
海外 CCS 中心建置同樣遍地開花，埃克森美孚與印尼石油公司合作，共同評估在印尼建置 CCS 中心的可能性，並計劃 2025 年在澳大利亞啟動建置 CCS 中心，希望能將布里姆油田中的二氧化碳封存，預計每年捕捉 200 萬噸二氧化碳。
▲ 成大負碳技術示範工廠。（Source：成大）
台灣碳排大戶積極發展 CCS 技術
回到台灣談 CCS 發展，首座由成功大學主導建置的負碳技術示範工廠已在 2021 年落成啟用，這是由成大匯智綠色科技研究中心主任陳志勇主持的計畫，工廠分為兩大單元，一是二氧化碳捕捉純化、二是純化後的二氧化碳烷化再利用。
這座負碳技術示範工廠，採用的是「化學吸收法」的 CCS 技術，工廠模擬鋼鐵、石化業的煙道環境設置，收集低濃度二氧化碳煙氣後燃燒，加入特別研發的觸媒吸附劑，封存再利用二氧化碳，預計每年捕捉 20 噸的二氧化碳，未來將在中油、中鋼、台電、台塑等碳排大戶企業放大建置。
碳排大戶中，台泥早在 2012 年就開始發展適合水泥業的 CCS 技術，由工研院開發一種專屬台泥的技術叫「鈣迴路」，直接利用石灰原料當吸附劑，捕捉工廠排放的二氧化碳，形成碳酸鈣，接著再從水泥製程的高溫中，分離出氧化鈣，回頭進行碳捕捉循環。
台泥將碳捕捉設備安裝在台泥和平廠中，預計每年捕捉 8,000 噸的二氧化碳，並與工研院合作，將二氧化碳用來養殖微藻，搜集生成出來的蝦紅素，用來製作保養品，更進一步將廠區打造成「DAKA」觀光工廠，為永續發展擘劃藍圖。
※本文授權自科技新報，原文見此。
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