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碳捕獲與封存(CCS)與直接空氣捕獲(DAC):解決全球暖化的關鍵嗎?

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科技產業資訊室 (iKnow) - 黃松勳 發表於 2023年7月13日
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圖、碳捕獲與封存(CCS)與直接空氣捕獲(DAC):解決全球暖化的關鍵嗎?
 
為扭轉全球暖化現況的巨大壓力下,緩解或降低大氣中二氧化碳濃度的技術開始成為焦點。憑藉二氧化碳捕獲與封存(CCS)和直接空氣捕獲(DAC)這兩種複雜的工業化程序,讓二氧化碳分子被隔離,進而防止其進一步進入大氣。
 
CCS和DAC這兩種新興且快速發展的科技對二氧化碳的處理方式各異。前者是提取化石燃料和重工業產生的廢氣或煙道氣中捕捉二氧化碳,如燃煤發電廠的排放;而DAC則是可以從大氣中直接去除二氧化碳,是一種負排放技術。
 
CCS技術從1970年代以來就被石油產業應用,並將二氧化碳注入油田以更快地開採更多原油,其目的並不是為了減排。然而,隨著氣候變遷威脅愈演愈烈,政府補貼也使得在電力產業應用CCS技術,變得越來越經濟上可行。根據國際能源署(IEA)的數據,到2022年底,全球已有35座利用碳捕捉技術的商業規模設施,總計已隔離了4500萬噸的二氧化碳。
 
與此相比,DAC則是新興發展的技術。去年,全球共有18座DAC工廠捕獲1萬噸的二氧化碳,僅相當於全球10秒內的排放量。
 
為了實現全球在2050年的淨零碳排放目標,CCS和DAC必須在短期內大規模推廣。到2030年,CCS每年需要從電力和工業中轉移13億噸碳,在這短短八年內需增加近30倍的量能;DAC則需要將抽取速率提升至現今的數千倍,以達到每年能清除6千萬噸的二氧化碳。
 
盡管挑戰艱鉅,但眼見如太陽能發電等科技在數十年間就實現了驚人的規模擴展,因此對於DAC和CCS規模化潛力應保持信念。當然,將這些技術商業化也需要時間,因為要設置一個可用於儲存二氧化碳的設施需要長達十年的時間。
 
目前,產業將高濃度二氧化碳捕捉的成本大約為每噸15到20美元,對於發電過程中較稀疏的氣體捕捉成本則為每噸40到120美元。由於DAC技術仍處於起步階段,其捕獲成本高達每噸600至1000美元,但預計到2050年將降至每噸100到300美元。
 
隨著各國和企業感受到脫碳時間表和淨零排放承諾的壓力,正紛紛投入大量資源於CCS和DAC計畫上,許多國家也已明確推動相關政策給予支持。例如:美國的《通膨削減法案(IRA)》為CCS提供數十億美元的稅收抵免;加拿大2022 年預算延長了投資稅收抵免,將CCS計畫的成本削減了一半;南韓和中國也加大對CCS的投資;歐洲也從國家層面支持,協助產業發展。
 
對DAC的投資也正在迅速升溫。Alphabet、Shopify、Meta、Stripe、Microsoft和H&M集團等多家公司已投注資金,承諾在2022年至2030年間共同購買近10億美元的「永久碳清除」。今年5月,摩根大通與瑞士的DAC先驅 Climeworks 達成了一項價值2000萬美元、為期九年的碳清除協議。
 
想要實現2050年的淨零排放目標,目前的努力還遠遠不足,還需要世界各地更多的共同努力,加大投資提高碳捕獲技術的成熟度。而巨大的市場需求、政府的支持和技術演進,也正推動CCS與DAC的發展,使它們得以轉變成應對全球氣候危機的重要工具。雖然面臨的挑戰仍然龐大,但隨著政策、資金的投入,以及科技的進步,我們還是可以期待未來碳中和世界的到來。(1125個字;圖1)


參考資料:
Carbon 'capture' climate tech is booming, and confusing. Phys.org, 2023/07/04.
Carbon 'capture' climate tech is booming, and confusing. Japantoday, 2023/07/06.
JPMorgan Chase and Climeworks landmark CDR agreement heralds new standard in voluntary carbon market for direct air capture. Climateworks, 2023/05/23.
McKinsey partners with Stripe, Alphabet, Shopify, and Meta on $925 million carbon removal commitment. McKinsey & Company, 2022/04/13.


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