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碳移除是什麼?生物炭、DAC、BECCS差在哪?各種負碳技術一次看懂

碳移除是什麼?生物炭、DAC、BECCS差在哪?各種負碳技術一次看懂

全球目前有多種碳移除技術,不同技術的成熟度、潛力、成本、風險跟效益皆不同。(製圖:RECCESSARY)

為減輕氣候變遷的影響,除了進行能源轉型、提高能源效率等減少人為排放溫室氣體外,也需要移除過去人為排放的過多二氧化碳。《RECCESSARY》藉由整理不同的「碳移除」技術,帶讀者了解緩解氣候變遷的重要解方。

碳移除是什麼?

二氧化碳移除(Carbon dioxide removal,CDR)又稱為負碳技術,指人類透過自然方法或科技手段,捕捉大氣中的二氧化碳。

其中自然移除方法也被稱為自然碳匯(carbon sink),將森林、海洋與土壤當成天然的儲碳倉庫,依靠大自然的力量處理二氧化碳,方法包括生態保護、森林復育改善土地等方式,提高自然的儲碳量,最終達到溫室氣體減量效果。

而科技移除手段,則是透過捕捉、封存或再利用大氣中的二氧化碳。

去年全球最大碳捕捉廠於冰島啟用,目標是每年吸除3萬6,000公噸的二氧化碳,等同減少路上8,600輛車。(圖片來源:Climeworks)

去年全球最大碳捕捉廠於冰島啟用,目標是每年吸除3萬6,000公噸的二氧化碳,等同減少路上8,600輛車。(圖片來源:Climeworks)

碳移除對減碳的重要性?

碳移除可以說是淨零轉型的最後一哩路。自從工業革命以來,人為活動排放的二氧化碳不斷增加,造成大氣中的溫室氣體濃度上升,導致全球暖化與極端氣候。

然而若要控制暖化程度、緩解氣候變遷,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)2022年的報告中強調,需要大幅減少化石燃料的使用量,最後還要在剩餘化石系統中使用碳捕捉與封存,藉由二氧化碳移除來平衡能源等部門的剩餘排放。

碳移除趨勢研討會

碳移除有哪些方法?

若要實現淨零排放,將升溫控制在1.5°C以內,需要透過碳移除方式,抵銷工業活動與農牧業的超額排放量,或是無法消除的殘餘排放。其中世界上有多種碳移除技術,不同技術的成熟度、潛力、成本、風險跟效益皆不同。

自然碳匯

黃碳

黃碳被稱為土壤碳匯,包含農田、泥炭地、黑土、草原、山地土壤、永凍土、旱地及科技土與都市土壤,提高土壤碳匯的方法包括肥料、地力改善等,土壤有機質更具有提供作物養分、增加土壤結構穩定性、增進生物多樣性、淨化水源等功能。

(圖片來源:pixabay)

肥料、地力改善等方法都可以提高土壤碳匯量。(圖片來源:pixabay

綠碳

綠碳被稱為森林碳匯,樹木可透過光合作用將空氣中4公斤的二氧化碳轉成1公斤的木材,不僅能增強森林生物多樣性、水土保持,也能藉由販售木材來獲得收益。

藍碳

藍碳被稱為海洋碳匯,包含紅樹林、海草、鹽沼,除了可以儲存碳、緩解氣候變遷,還能淨化水質、保護沿岸生態與社區、提供海洋生物重要棲息地與營養來源等附加價值。

科技碳移除

直接空氣碳捕捉(Direct Air Capture,DAC)

直接從空氣中移除二氧化碳,藉由使用液態或是固態捕捉劑,攔截流經設備的二氧化碳並儲存下來、最後封存或加以利用。

Stockholm Exergi位於斯德哥爾摩的電廠。(圖片來源:BECCS Stockholm)

瑞典Stockholm Exergi位於斯德哥爾摩的生質能電廠。(圖片來源:BECCS Stockholm)

生質能與碳捕捉和封存(Bioenergy with carbon capture and storage,BECCS)

生質能與碳捕捉和封存透過燃燒生物質(如木材、農業廢棄物、藻類等)來產生能源,而燃燒生物質所產生的碳排,透過碳捕捉與封存技術,防止二氧化碳釋放回大氣。

生物炭(Biochar)

生物炭以特殊的熱裂解技術所產製而成,有別於燃燒用的傳統木炭,主要作為農業土壤改良劑的木炭以及碳收集及儲存使用,農業上可幫助植物生長。

增強岩石風化(Enhanced rock weathering, ERW)

透過加速岩石風化的自然過程來實現碳移除。 當二氧化碳與雨水混合後,會形成弱酸,與矽酸鹽岩石發生化學反應,將碳固定為碳酸氫鹽,最終封存在土壤中。

延伸閱讀》樂高加碼投資碳移除計畫,攜英法團隊布局生物炭、增強岩石風化技術

海洋碳移除

人類活動產生的二氧化碳是海洋酸化的主要原因,透過提取海水中的二氧化碳,輸送到其他地方商業使用或封存地底後,可再將提取後的海水灌回大海,從大氣中吸收更多二氧化碳。

延伸閱讀》海洋碳捕捉崛起:新創Captura挑戰每噸100美元吸碳,拚2026年全面商業化

哪些公司布局碳移除技術?

根據英國牛津大學團隊2024年發布的「全球碳移除報告」,目前全球的碳移除量約每年22億噸二氧化碳,各國預計到2050年,碳移除量將增加至每年44億噸二氧化碳,但若要更永續,2050年的全球碳移除量應達到每年移除70億到90億噸二氧化碳。

報告也呼籲各國政府加強碳移除政策,開發更完善的監測與驗證機制。

面對難以消除的殘餘碳排放,以及尚未成熟的碳移除技術,各界也投入許多資金與技術,期望藉由共同擴大研究新興負碳科技,一同解決世紀難題。

延伸閱讀》最新「全球碳移除報告」6大重點一次看!如何增加移除量?台灣開發挑戰為何?

瑞士新創Climeworks

其中在直接空氣捕捉技術中,瑞士新創公司Climeworks已經在冰島打造世界最大的碳捕捉廠,碳捕捉量每年約可達到3.6萬噸。Climeworks透過巨型風扇收集空氣,過濾提取二氧化碳後,藉由合作夥伴Carbfix的碳封存技術,將二氧化碳跟水混合溶解轉化成礦物,封存於地底。

科技大廠Google

獲得Google 1,000萬美元投資的碳移除新創Holocene,則是透過在水中加入胺基酸捕捉二氧化碳,將二氧化碳轉成固體,最後藉由固液分離移除固態二氧化碳。

Google也投資增強岩石風化新創Terradot,藉由在農地灑石粉加快碳封存過程,同時改善土壤健康。包含印度Varaha、美國Charm Industrial等生物炭供應商都和Google簽署長期協議,專注將農業廢棄物、生物質轉化成生物炭。

沃旭能源將在凱隆堡能源站(Kalundborg Hub)建立碳捕捉與封存機制。

沃旭能源將在凱隆堡能源站建立碳捕捉與封存機制。(圖片來源:沃旭能源

離岸風電巨擘沃旭能源

此外,離岸風電大廠沃旭能源已在木屑生質能電廠、稻稈生質能電廠建置碳捕捉設施,將捕捉生物源二氧化碳並封存於地底,減少甚至移除大氣中的二氧化碳,目前沃旭已獲得微軟的訂單。

根據碳移除領域追蹤網站CDR.fyi的2024年碳移除市場報告,碳移除碳權(High-durability CDR credits)市場顯著增長,2024年購買量增加78%達近800萬噸,交付量較2023年相比增長120%,可是報告也顯示,80%碳移除買家集中在微軟、Google、Stripe和Frontier,其中微軟就占63%,缺少新面孔讓人質疑整體市場的發展性。

不過,碳移除技術不是減碳的萬靈丹。IPCC 表示,只有全球二氧化碳排放量在2030年前開始下降,才可避免未來大規模過度依賴碳移除技術。國家與企業減碳應先優先從改善能源與供應鏈結構、導入節能措施,再列出哪些地方難以減排,找出需要抵換的碳排量。

如果想了解更多碳移除所相關資訊,歡迎加入訂閱《RECCESSARY》電子報,共同邁向淨零、減碳的未來。

資料來源: CDR.fyiIPCC台達Carbon Herald

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