碳捕捉封存及再利用的前景可期 6873泓德能源 雲豹能源 森崴能源 天方能源 富威電力

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碳捕捉封存及再利用的前景可期 6873泓德能源 雲豹能源 森崴能源 天方能源 富威電力

2024.8.19

碳捕捉、封存與再利用（Carbon Capture, Utilization and Storage，CCUS）技術被視為實現減碳目標的核心技術之一。CCUS能有效減少鋼鐵、水泥等高碳排放產業的二氧化碳排放，透過捕捉高碳排放源，將其壓縮後運輸至可再利用或封存的場域，從而降低整體碳排放。這項技術的優勢在於其減碳潛力巨大，並能促進化石能源的清潔利用，並進一步製成藍色、綠色碳氫化合物等可再利用產品。

　目前，主要的碳捕捉技術包括薄膜技術、吸收技術與吸附技術，其中化學吸收法是主流，物理吸附與薄膜技術雖尚未大規模商業化，但未來技術與市場的成熟將使其具有更大的發展潛力。預計到2030年，全球二氧化碳捕捉量將達到10.24億噸，並在2050年達到60.4億噸。如果各國能按計畫實現二氧化碳捕捉能力，則2030年有望達成甚至超越預設的減碳目標，從而加速實現「2050淨零碳排」的全球目標。

　碳捕捉後的二氧化碳大部分將進行封存，但這一過程面臨諸多技術挑戰，如場域安全評估、後續監測以及昂貴的成本。此外，封存後需確保無洩漏，進一步增加了技術難度。現階段最常見的封存技術是將二氧化碳注入廢棄油田以提高原油採收率，或將其儲存在800公尺以下的枯竭油氣層與深層含鹽地層中，這些地層接近二氧化碳的臨界壓力，封存量大幅提升。其他如海洋封存技術發展較緩慢，礦化封存雖穩定且安全，但自然反應速率緩慢，需創新技術與合適場域的開發。

　碳捕捉後也能進行碳再利用，儘管碳再利用率僅有8％，但它具有巨大的市場潛力。二氧化碳可轉化為燃料、化學能源或農業用途，直接或間接使用於產品製造，如乾冰、碳酸飲料，或經過反應生成化學品、聚合物等替代石化產品。這些技術發展方向將成為未來研究的重點。

　到2040年，CCUS將占減碳技術應用的24％

　根據國際能源署（IEA）的預測，到2040年，CCUS技術在全球減碳技術應用中將占24％的比例，遠高於2017年的預測。這一增長的驅動力來自國際碳費、碳稅的推動以及巴黎協定與聯合國永續發展目標的影響。各國政府和產業越來越重視CCUS技術的效益，並加強相關技術的研發和專利申請。

　由於碳捕捉占CCUS成本的近三分之二，因此提高捕捉效率、降低成本是各國研發的重點方向。根據台灣經濟部智慧財產局以Derwent Innovation的分析，全球碳捕捉封存與再利用的專利數量中，碳捕捉技術專利占58.7％，其中吸收技術（化學、物理吸收）占39.1％，吸附技術占26.7％，薄膜技術占21.7％。目前吸收技術相對成熟且應用成本較低，因此成為主流技術，而吸附與薄膜技術則為未來發展的重點方向。

　碳封存技術專利占全球CCUS專利的6.4％，其中封存技術占80.1％，運輸儲存技術占13.2％，監測安全技術占6.7％。隨著技術的發展，這些專利的應用將同步增長。碳再利用技術專利占34.9％，其中間接轉化化學品的專利數量最多，應用於甲醇、甲烷等產品。

　全球已有約40個CCUS商業設施開始營運，主要應用於工業製造流程、燃料轉換和發電中。目前，CCUS價值鏈中有500多個專案處於不同的開發階段，預計到2030年將新增50個碳捕捉設施。

　台灣碳捕捉專利申請名列全球第七，相關法令規章待補強

　台灣「碳捕捉、利用及封存」行動計畫預計在2023～2024年間投入37.23億元發展CCUS技術。其中，國科會將投入4.43億元，進行生質物、廢棄物氣化發電示範應用及推動化學吸收技術的示範驗證；環保署將投入0.43億元，完善CCUS法規規劃與配套措施；經濟部則投入32.37億元進行碳捕捉技術開發和應用規劃與示範驗證。

　台灣在碳捕捉技術專利申請方面位列全球第七，主要集中於吸收技術（39.8％）、吸附技術（35.7％）、其他技術（16.3％）及薄膜技術（8.2％）。然而，由於缺乏商轉封存案例，台灣在碳封存專利申請方面偏少。相對而言，碳再利用專利的申請數量較多，主要集中於工研院等機構。

　儘管台灣在CCUS技術上已有進展，但基礎設施建設和研發能量仍需持續投入。尤其在碳封存階段，台灣缺乏合適的法令規章，且公眾對碳封存的接受度仍存疑慮，需要加強社會溝通。借鑒德國和日本的經驗，台灣可透過科學數據驗證及環評規範，進一步推動CCUS技術的發展和應用，將有助於企業掌握趨勢和商機，並有助於實現淨零碳排的目標。