〈地球氣候〉空氣中直接除碳 新技術DAC助環保

汪中和 / 中央研究院研究員 2022/04/20 15:15 點閱 2240 次

全球減碳浪潮排山倒海而來,要實現溫室氣體淨零排放,無可避免地需要導入「二氧化碳直接清移除」,這是因應全球暖化的關鍵因素;包括可吸碳的海洋浮游生物、森林、溼地、土壤等自然方式,以及傳統碳捕捉、直接空氣捕獲 (Direct Air Capture,DAC) 的人為工程方案。

新技術DAC獲青睞

在全球或國家層級,「二氧化碳直接清移除」可以發揮三種互補的作用:(1) 短期內降低二氧化碳的排放;(2) 抵銷難以減量的剩餘碳排放(如農業、航空、海運、工業製造等產業),協助在本世紀中期實現淨零排放;(3) 若碳移除超過剩餘排放量,長期下去就可實現負碳排放的效果。

由於自然吸碳過程都十分緩慢,而且需要大量寶貴的土地,而傳統碳捕捉側重於從排放源頭清除,有地點的先天限制,對於地球上數以十億計的移動交通工具而言,十分不切實際;於是,DAC方案便受到學界及企業界的重視。

一般來說,DAC技術的工作原理是使用巨型風扇吸入空氣裡的二氧化碳 (約佔0.04%),與鹼性的化學吸附劑結合。當吸附劑飽和時,將其加熱到80~100℃以釋放捕獲的二氧化碳,然後加以礦化儲存,或是作為資源再利用。DAC技術最大的優點是,系統可放在任何地方,需要的土地空間很小,儲存後洩漏的風險也十分低。

捕一噸碳耗2500度電

根據國際能源署2021年提出的建議,到2050年,我們每年得直接從空氣抽取至少10億公噸的二氧化碳以實現碳中和的目標。目前世界上最大的DAC工廠位在冰島,每年僅可以移除4000公噸的二氧化碳。很顯然的,DAC需要快速擴大規模才能發揮作用。

根據分析,使用DAC技術所需的能量十分龐大,每噸捕獲的二氧化碳需耗用2500度的電力,若不使用低廉的再生能源,根本無法負擔。由於能源成本太高,DAC目前每噸成本高達美金775元,實在過於昂貴。如果要在全球廣設類似的裝置,耗能及資金問題將成為嚴峻的挑戰。

企業與政府都需要投入發展

由於DAC未來有可觀的潛力與商機,今年四月中旬全球最大的五家科技公司 (即Stripe、Google、Meta、Shopify、McKinsey) 已宣布要投入9.25億美元,來加速DAC技術的發展,將DAC的成本降低到可負擔得起 (每噸低於美金100元) 的目標,使DAC在本世紀中期可以大規模推動。

並幫助創造市場,建立可驗證的碳權機制與準則。這是朝著擴大DAC及其周邊經濟邁出重要的一步。

與這幾年在電動汽車、太陽能、風力發電等行業獲得政府融資與補助相比,DAC面臨的最大障礙是,政府在制定政策時還沒有將其考慮在內,現在應該是開始改變的時候了。除此以外,DAC產業還需要更公開透明,爭取公眾的支持,加速其經濟規模和效率的提升。

如果DAC最終能獲得成功的結果,我們緩解氣候暖化的未來就可以看到曙光,也是給下一代最大的希望。