【專題探索】二氧化碳地質封存發展潛力及產業化建議
譚志豪、劉浙仁、冀樹勇、俞旗文 (2012/11/09) 《台經月刊第35卷第11期》
極端氣候陸續產生
世界各國為了對抗全球暖化、極端氣候所造成之毀滅性災害,紛紛研擬減碳目標。二氧化碳捕獲與封存(Carbon Capture and Storage, CCS)已是國際公認為最有效的減碳技術方案,我國具有得天獨厚的地質封存條件,若能適當開發,可滿足至2100年之減碳需求。
台灣西部濱海深部鹽水層適合發展二氧化碳地質封存,建議規劃「低碳園區」促使CCS產業聚落成形。由於國內CCS發展起步較晚、自有技術不足,需透過國際合作引進技術以研發適用於本土CCS條件之各項關鍵技術。此外,國內目前尚無法令規範此技術發展,政府亦無專責單位主導CCS推動,致使發展進度遲緩。建請政府儘速將CCS納入我國減碳政策及低碳能源選項,另加速制訂政策與立法,提供產業界適當的協助,以鼓勵民間參與,一同推動大規模減碳工程。
全球暖化之不利效應已於世界各地顯現,熱浪、酷寒、強降雨及乾旱等氣候極端異常現象陸續產生,造成生態平衡破壞、災害規模擴大且發生頻率增高。根據IPCC(2007)研究顯示,全球增溫若能控制在2℃以內,則尚能將災損控制在容許限度內;但倘若增溫高於4℃,則將對全球帶來毀滅性的災難。2011年聯合國氣候變遷綱要公約締約國大會(UNFCCC)於南非德班(Durban)召開第17次締約國會議,大會雖然決議暫時延長「京都議定書」之執行期限,然而全球致力減少溫室氣體排放以應對極端氣候問題這個大趨勢仍然持續不斷的進行。
國際CCS發展趨勢與現況
(一)二氧化碳地質封存現況
二氧化碳捕獲與封存之目的為將人類活動製造之二氧化碳捕獲後永久儲存於地質構造中。雖然地質封存技術尚在持續發展階段,但相關技術已存在於石油工業中,例如:提高石油採收(Enhanced Oil Recovery, EOR)、提高天然氣採收(Enhanced Gas Recovery, EGR)、提高煤層氣採收(Enhanced Coal-Bed Methane, ECBM)等技術皆與注入CO2於地質構造中有關。
目前國際間正積極評估地下鹽水層之封存潛能,例如:美國、巴西、歐盟、澳洲、日本等皆已完成或持續進行全國封存量評估,而中國、印度等國也正處於起步階段。
(二)CCS納入CDM之意義
聯合國氣候變遷綱要公約於1997年制定之「京都議定書」已自2005年正式生效,要求各簽署國將於2008~2012年間達成減碳承諾,目前共有194個國家參與。UNFCCC以定期召開締約國大會(the Conference of the Parties, COP)方式達成協議,並召開「協助執行京都議定書的締約國會議」(the COP serving as the Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol, CMP),共同為穩定大氣中溫室氣體濃度而努力。京都議定書中明訂三種國家間的減碳合作機制,包括:聯合履行(Joint Implementation, JI)、清潔發展機制 (Clean Development Mechanism, CDM)及排放交易(Emissions Trading, ET)。其中清潔發展機制(CDM)係為已開發國家協助開發中國家減碳之彈性機制,藉以獲得減碳額度。
基於全球暖化日趨嚴重,2011年南非德班會議中亦確認相關技術議題已獲得解決(COP17/CMP.7),因此正式通過將碳捕獲與地質封存的模式與程序納入CDM。由於UNFCCC具有國際領導地位,其所認可之技術具有國際公信價值。換言之,地質封存經由多年的討論、評估與確認,已獲得國際肯定,可為兼具安全與減碳應用價值之重要技術。
(三)國際著名CCS案例
根據Global CCS Institute(2011)之統計,國際間大規模二氧化碳捕獲與封存案例共有74個。有鑑於CCS技術商業化的急迫性,先進國家多投入資源支持技術產業化所需的商轉等級示範應用,例如:歐盟NER300所支持的12個CCS應用計畫;美國能源部推動的七個區域夥伴聯盟(Regional Partnerships)之CCS示範試驗,投入4.5億美元進行CCS示範試驗,目前邁入第三階段的區域夥伴聯盟計畫已有數個大規模的地質封存注儲試驗正在進行;澳洲亦投入約20億美元於CCS旗艦計畫,預計興建2~4個整合型CCS示範廠。
澳洲政府特別成立了CO2 CRC組織,結合產學研的力量一起來推動CCS的技術發展與應用;日本則已完成小規模地質封存前導計畫(Nagaoka Project),近期則策動產業共同成立「Japan CCS Company」來進行大規模的CCS整合計畫,其中苫小牧(Tomakomai)計畫即有超過2億美元的挹注,預計將鋼鐵廠所捕獲下來的二氧化碳注儲到海床下、另在監測及數值模擬技術亦投入約1.5億美元;韓國則於2010年7月宣布未來十年內將投入19.2億美元於CCS的技術發展;中國「863計畫」在2008~2010年對於CCS技術的投入約為0.5億美元扶植CCS產業,亦積極與美、歐、日、澳等國家合作發展該技術。中國最大的煤礦生產商神華集團則在內蒙鄂爾多斯建立煤液化工廠,正式運轉後每年預計可將100萬噸的二氧化碳注儲至深部鹽水層中(歐陽湘、廖啟雯,2011)。上述案例均可作為我國發展CCS技術與產業之範本與基石。
二氧化碳封存、CCS技術、減碳政策、能源轉型、碳交易市場、產業聚落、低碳經濟、示範計畫、政策法規、技術自主化
分享: