碳捕捉、利用與封存(CCUS)技術為自工業排放源中分離、收集並儲存二氧化碳之技術組合,旨在阻止溫室氣體進入大氣以減緩氣候變遷。然而,其應用伴隨環境、健康及經濟等潛在風險,且常被化石燃料業者用以延緩能源轉型。現階段全球及美國運作中的CCUS設施產能相對極低,據國際能源署(IEA)評估,目前全球約有 45 個商業化 CCUS 設施,至 2026 年二氧化碳年捕捉能力估計約為 62.5 MtCO2(百萬公噸),僅占全球溫室氣體排放量約 0.1%;美國在 2024 年運行的捕捉能力約為年產 22 MtCO2,其中高達 86%(約 19 Mt)係用於提升石油採收率(EOR)。儘管過去政府已投入數十億美元(折合約數百億至上千億元新台幣)的納稅人資金進行研發與部署,成果仍十分有限。鑑於美國現行缺乏完善的聯邦與州級監督法規(甚至有既有保護機制遭政治削弱),過度依賴或濫用此技術將對在地社群與環境帶來不可忽視的風險。
在工業製程的應用層面,CCUS 應精準鎖定於無法直接去碳化或製程本身固有二氧化碳排放之領域,例如水泥生產中石灰石煅燒產生的固有化學反應排放,或是鋼鐵製造中高爐需極高溫燃燒之熱能需求。相較之下,一般發電系統已有更為高效且低污染的直接電氣化與再生能源方案,無須以 CCUS 作為維持化石燃料運作的藉口。
技術架構上,CCUS 涵蓋四項核心單元:第一為源頭捕捉技術,安裝於高爐、水泥窯或乙醇廠等設備以收集燃燒或製程排放氣體;第二為高壓輸送流程,主要透過管線將壓縮之二氧化碳運送至指定地點;第三為長期封存技術,將氣體注入深層鹽水層、廢棄油氣田等地質構造,或固化於混凝土材料中;第四為資源化利用,將捕捉之氣體作為製造燃料、化學品、塑料或建築材料之原料,唯現行多數商業應用仍以注入油井增加採收率為主。
從材料與工程數據檢視,CCUS 於實際操作中的捕捉效率常遠低於原設備設計參數。此外,運作捕捉設備需消耗額外能資源,若能源供給未採用乾淨能源,恐引發二次排放問題;輸送管線的洩漏風險與捕捉製程採用的化學劑,亦對在地社群健康構成威脅。雖然部分研究指出要達成長期淨負碳排目標,可能需要搭配生物能源碳捕捉與封存(BECCS)等碳移除(CDR)技術,但在過渡期仍須建立嚴格的成效標準與環境監測保護機制。
總結而言,CCUS 技術在鋼鐵與水泥等難以脫碳的重工業中,可作為輔助減碳的過渡工具,但絕非取代能源轉型與直接電氣化的根本解決方案。未來的技術推動必須優先建立科學化的審查制度,嚴格控管設備運算能耗與管線輸送安全,避免因過度依賴未成熟的捕捉技術而延誤實質減碳進程。