企业减碳管道系列— 负碳技术

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根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的评估,必须将全球升温控制在1.5°C 以内才可以避免气候变迁所带来的灾难,而欲实现这个目标的管道之一是采用负碳技术(Negative Emissions Technologies, NET),通过此技术可以抵消日常和企业无法避免产生的碳排。 负碳技术的原理是让二氧化碳的移除量大于人为碳排放量,借此降低大气中的二氧化碳浓度。 其主要可分为三种类型:

  1. 自然碳汇:泛指自然环境中可吸收并储存二氧化碳的领域,包含森林、海洋和土壤等。 其中森林碳汇的发展相对成熟,因其已发展较多方法学以进行测量; 土壤碳汇的方法学及相关研究则最为不足。
  2. 人为碳汇:指将二氧化碳储存在产品或特定材料中。 如将木材制成建材以持续贮存二氧化碳。
  3. 直接空气捕集及封存技术(DACCS)或生质能与碳捕集和封存技术(BECCS):DACCS是利用化学或物理过程直接从空气中提取二氧化碳[1] ; BECCS则是捕集燃烧木屑和作物等所释放的碳,并将其封存于地下。

这三种负碳技术发展尚未完整,因此较少企业愿意投入; 尽管如此,因其作为实现净零目标的重要管道,企业仍须充分了解,尤其对于水泥、钢铁等高碳排产业而言,碳捕集与封存(或利用)已是成本相对低廉的解决方案。

 

负碳技术的发展挑战

负碳技术可以帮助国家或企业达成碳中和甚至净零,然其在发展上有两项主要的挑战待克服。 第一是高昂的成本(如下图一所示),纵使随着市场及技术成长,负碳技术已拥有庞大的成本降低空间,但其仍难与风力及太阳能的发电成本抗衡。 此外,虽然有当前许多碳定价制度的支持,例如一度达到每吨100欧元的欧盟碳价,却还不足以使负碳技术具经济吸引力。 因成本是许多企业投入与否的重要因子,加上负碳技术效能的不确定性,使其普及速度相当缓慢。

第二是负碳技术需要大量的土地及水。 全球每年的碳排放量约为400多亿吨,以BECCS为例,欲吸收十亿吨的二氧化碳需要约40万平方公里的土地,若要种植够多作物以作为生物燃料,将可能导致树木被滥伐,同时也可能破坏动植物的栖息地,与保护环境的初衷背道而驰。 此外,种植作物的过程也需要大量的水和肥料,对本就有限的资源而言实属一大负担。 除了BECCS外,自然碳汇(以再造林为例)若要达成一定的负碳成效,势必也会需要大量的土地,这对许多企业和国家来说也是难以克服的难题。

不同负碳技术的成本

图一、不同负碳技术的成本[2]

 

负碳技术的减碳成效

尽管受制于高昂的成本及对多数企业而言实施困难,但若负碳技术发展成功,其移除碳的能力将相当可观。 透过下图二可以发现,DACCS和BECCS未来每年可能移除50亿吨的二氧化碳,相当于全球10%到15%的排放量。

不同负碳技术的预期成效及至2050年每年可移除的碳排放量

 

图二、不同负碳技术的预期成效及至2050年每年可移除的碳排放量[3]

 

 

现行的负碳技术大约可移除1.6亿吨二氧化碳,然而若要实现升温控制在1.5°C 以内的目标,全球在2025年前大约还需要移除至少3.5亿吨的二氧化碳,庞大的需求缺口再加上政策支持, 使得越来越多企业愿意投入负碳技术的发展,例如比尔盖茨投资的Carbon Engineering和Climeworks,皆是全球知名的碳捕捉企业。

 

企业如何应用负碳技术

即使困难重重,有些企业特别适合采用负碳技术,因此技术在特定产业的成本降低幅度大,例如水泥业。 以台湾水泥为例,因水泥的原料石灰石在燃烧过程即会产生碳排,故台泥采取的是钙回路技术,利用水泥制程的高温,以石灰原料作为吸附剂进行碳捕捉循环。 此方法既可以减少消耗,成本也较低廉; 储存后的高纯度二氧化碳更被用来养殖微藻,制成保养品贩卖,其经济效益更胜一般的化学吸附碳捕捉。

受限于成本和自然资源等限制,负碳技术并非适用于所有产业,企业在被它强大的减碳成效吸引之前,应优先评估自身产业特性,或者考虑以合作形式进行,才是较符合成本效益的做法。

 

[1] 化学方式如通过氢氧化钾溶液; 而物理方式则使用风扇等。

[2] 数据来源参考IEA及IPCC。

[3] 数据来源参考IPCC、Carbon Brief、American University, Washington, D.C.,进行综合性的区间分布。

「供应链减碳」是什么?一文看懂企业净零重要趋势
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