高耗能產業的脫碳難題:CCUS技術的應用與挑戰

 鋼鐵、水泥、燃料及農業化學品等基礎工業的生產過程皆屬於高耗能型態,目前仍高度依賴煤炭、石油與天然氣等化學燃料。由於現階段電力網格在規模化傳輸、儲存及供應再生能源的能力上仍受限制,且產業供應鏈深植對化學燃料化學特性的依賴,使工業脫碳面臨極大挑戰。為有效減緩氣候變遷,在尚未能全面實現零碳排放的過渡時期,二氧化碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術成為不可或缺的過渡與過渡轉型策略。

CCUS 技術的核心在於工業廢氣排放至大氣前進行二氧化碳分離與捕獲。捕獲後的二氧化碳部分可作為次級原料,投入啤酒碳酸氣體、永續混凝土或永續航空燃料等產品的製造,其餘絕大部分則須進行永久性的地質封存。此外,在捕獲與處理過程中引入再生能源驅動設備,能進一步避免次級碳排放的產生。然而,CCUS 的規模化應用仍面臨顯著的經濟與技術瓶頸。目前全球僅有約 77 座運作中的 CCUS 設施將二氧化碳封存於地下岩層或廢棄油氣田,其處理量僅佔全球總碳排放量的 0.01%。CCUS 設施的建設與營運成本極高,單一設施的資本支出約介於 3 億美元(約新臺幣 97.5 億元)至 10 億美元(約新臺幣 325 億元)之間,強烈依賴政府資助或私人巨額投資,技術推廣難度極大。

鑑於 CCUS 僅能遏止當前工業產生的即時排放,無法處理自工業革命 260 年以來累積於大氣中的歷史碳排放,因此必須搭配碳移除(CDR)技術。CDR 技術包含直接空氣捕獲(DAC)以及碳礦化技術。碳礦化係將二氧化碳與水混合注入玄武岩等岩層中,利用氣體與水中的鈣、鎂離子發生化學反應生成固態碳酸鹽礦物,實現碳的永久固化。綜合評估技術特性,工業界與政策制定者須精準區分 CCUS 與 CDR 的適用場景,並推動工業減碳與碳捕獲、利用及移除技術的並行發展。