能源知識庫

重點摘述

(一)《經濟學人》(The Economist)在其2019年12月7日第49期 [1] 期刊中，針對負排放(negative emissions)技術：碳捕集，發表專題文章，並以英國電力公司Drax集團位於約克郡的燃煤電廠(Drax power plant)正在進行的生質能與碳捕集和封存(Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS)為主要討論背景。摘述文章內重點如下：

(二)背景資訊：

1.  Drax電廠曾是英國裝置容量最大的燃煤電廠，共有6部燃煤機組，2019年僅剩下2部燃煤機組發電，占Drax電廠發電量的6%，其餘94%的發電量來自木質顆粒生質能發電機組。Drax電廠2019年生質能的總發電量就占全英國生質能源發電量的11%，與同期太陽光電發電量幾乎相同。

2. 生質能是否能有效減少大氣中的二氧化碳濃度？植物和海藻透過行光合作用吸附大氣中的二氧化碳，而生質能燃燒後，二氧化碳重新釋放回大氣。如果種植植物而不進行燃燒發電，可以產生固碳的效果，但此種調適氣候變遷的做法，也面臨許多挑戰，諸如土地面積不夠、森林老化等。

3. Drax電廠使用的木質顆粒是從筏木廢棄木質或其他副產品而來，以降低土地需要面積，但從美洲運送到英國是透過火車、船舶等排放密集度高的運輸方式，仍須注意碳足跡。

4. Drax電廠轉型生質能發電後，更積極發展生質能與碳捕集和封存(BECCS)技術，重點在同樣的土地利用面積下，可以讓生物質吸收的碳比單純種植在地面還多，亦即轉換成再生能源燃料。

(三)BECCS的發展現況：

1. 目前最常見的碳捕集與封存技術，是將燃煤電廠煙囪中的二氧化碳取出，打到地下，就可以使電廠趨近於碳中和；BECCS使用同樣的技術，不同的是打到地下的二氧化碳不是從化石燃料而來，而是原本在大氣中被生物質吸附的二氧化碳，因此不只是降低大氣中二氧化碳的量，也同時能夠發電。

2. BECCS推動遇到的困難：土地面積不夠提供穩定的生質能燃料；燃煤電廠、工業工廠投資CCS的誘因不足，根據全球捕集與封存研究所(GCCSI)的數據，工業部門每年約捕集4,000萬噸二氧化碳，僅佔總碳排放的0.1%，需要導入碳定價或是懲罰措施；環境團體亦不支持CCS，認為是碳排放密集度高的產業漂綠、拒絕關閉或降載減少碳排的藉口，因此如電廠會轉投資成本下降的太陽光電、風電，而不會投資CCS。

(四)碳捕集後利用：捕集到的二氧化碳，除了政策補貼或是進行碳交易以外，也有其他再利用市場，如飲料業者(汽水)；溫室植栽(利用調整二氧化碳濃度控制植物生長)；提高原油採收率(Enhanced Oil Recovery, EOR)；或新創公司的應用，如德州NET公司以純氧氣燃燒天然氣，產生高溫二氧化碳直接推動渦輪運轉，過去是直接燃燒天然氣，並以加溫之熱水產生動力；另外，Occidental Petroleum公司，則直接自大氣中捕集二氧化碳，應用在EOR以取得原油，以此獲得大量的加州低碳燃料標準排放交易配額，該公司目標在2022年將大氣中50萬噸的二氧化碳打入老舊油田中。

(五)地質封存二氧化碳技術的發展挑戰：

1. 目前碳捕集與封存的裝置容量與速度過慢：根據GCCSI的統計，每年捕集與封存的二氧化碳量僅千萬噸規模，要對氣候產生影響至少要有十億噸的規模。

2. 過去政策績效不佳，社會大眾的支持度低：英國政府曾於2012年承諾10億英鎊的CCS投資，兩個競爭廠商最終在2015年均撤出，也使得2019年英國首相鮑里斯·約翰遜（Boris Johnson）於競選時喊出的8億英鎊投資並不被社會看好。

3. 歐盟也發布了大約100億歐元在CCS的創新投資計畫，並且在2020年對外招標，強調投資重點不是化石燃料能源產業的碳中和，而是針對非常難碳中和的工廠，如鋼鐵或水泥業，協助研發CCS。

(六)《經濟學人》文章整理了二氧化碳於大氣、生物圈以及固體地球(Solid Earth，係指地球表面和內部固體部分)，因不同人為使用及捕集和封存技術的移轉情形，如下圖1所示。

圖1、二氧化碳因人為因素於大氣、生物圈及固體地球間流動情形[1]

評析

(一) EOR透過將二氧化碳注入產量已經衰竭的老油田，將油田中石縫和角落的殘油擠注開採出來，二氧化碳就留在地下土裡，而萃出原油，但萃出的原油經燃燒利用再度產生二氧化碳排放到大氣中，使得此種作法也遭質疑對改善氣候變遷的作用。

(二) 英國於2019年6月27日完成修法，是最早設定2050年溫室氣體減量回到1990年水準(減量100%，碳中和)的國家，爾後日本內閣於2019年6月通過新政策，預定2025年達到碳中和[2]，歐盟各國亦在2019年12月的領袖會議，達到2050年實現碳中和的「綠色新政」共識[3]。

(三) 隨著喊出目標，各國落實的壓力也隨之增加。碳捕集與封存技術在協助不可避免的二氧化碳排放進行抵銷，過去在政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)報告(2005年)也曾被十分看好[4]，然而隨著數十年的發展，規模仍然非常有限。

(四) 或許英國Drax電廠走在前端的BECCS技術，正是全球從熱切期待CCS到目前發展滯礙難行的代表案例。當各國紛紛喊出碳中和目標卻仍未見具體解決路徑與技術，促使《經濟學人》特別專文簡介過去CCS的發展挑戰，並且帶出對未來發展略帶悲觀的結論，值得我國參考。

參考資料

[1] 經濟學人，The chronic complexity of carbon capture, 2019/12/07.

[2] 中央通訊社，日本計畫本世紀下半達碳中和 挨批雄心不足，2019/06/12。

[3] 環境資訊中心，「歐盟綠色政綱」行動路線圖重點：碳關稅、能源稅改、綠色轉型融資、氣候盟約，2020/01/14。

[4] IPCC, Carbon Dioxide Capture and Storage Special Report, 2005.