碳捕捉與封存是氣候變遷解藥嗎？

2016年07月29日

作者：柯妤萱

CCS是什麼

碳捕捉（Carbon capture）與封存（Carbon storage）簡稱為CCS（Carbon capture and storage），是一種捕捉工廠所排放的碳並儲存於地下的技術，藉以減緩溫室效應。傳統的火力發電廠得以藉由CCS技術減少發電的碳排量，故化石燃料廠商視CCS為明日之星。

然而CCS的成本居高不下，難以與再生能源匹敵，減碳的能力也不如再生能源。應用該技術的工廠與電廠附近也需要合適的地質，故區域受限。繼續推崇CCS只是延長了化石燃料的壽命，減碳未成，依然有害環境。此外，發展CCS計畫並非國際潮流，台灣實在不必盲目追隨。

乙醇、水泥等工廠與火電廠排出的二氧化碳被分離後，除了販賣外，就經過運輸、壓縮儲存於合適的地質中。來源：Carbon Capture and Storage，NMA。

CCS並非國際主流

目前全球營運中的大型CCS計畫只有15件。在北美，營運中的CCS計畫有10件，但遭終止或延後的就有18件。這樣的窘況在全球皆然[1]。

以總量來看，CCS的計畫數目漸漸減少，規劃與評估的動機也有減弱的跡象[2]。營運中的CCS計劃多是用以處理天然氣製程，與發電廠配合的不超過1/10，想以它有效降低發電系統的碳排量實在不易。

全球CCS計畫的投資量也遠遜於再生能源[3]。在美國，電力公司的再生能源投資量是CCS的11倍。殼牌公司環境安全執行副總裁受訪時表示，CCS的發展完全靠政策支撐，技術雖創新卻離不開實驗室，離商業化還很遙遠[4]。

成本高貴的CCS

就連熱衷興建CCS計畫、也擁有合適地質的美國，傳統火電廠的成本也已高於未受補助的再生能源，更何況再加上CCS的建設成本。若以煤電廠來看，加上CCS的成本負擔約25美金/千度[5]，與再生能源的距離又更遠了。據美國能源資訊署（EIA）的預測，2020年時的CCS電力均化成本（LCOE）高達144.4美元/千度[6]，但現在的再生能源就物美價廉。

傳統電廠的成本也已高於未受補助的再生能源，更何況再加上CCS的建設成本。來源：LAZARD' S LEVELIZED COST OF ENERGY ANALYSIS—VERSION9.0，LAZARD。

在能源轉型的德國，就連向來偏貴的離岸風電成本也逐漸下滑，最早可在2020年時擊敗配有CCS的天然氣與硬煤電廠。早在2012年，德國學者就做出該國不需採用CCS的結論。[7]

英國政府於去年取消了十億英鎊的CCS預算，前首相卡麥隆暗示CCS技術沒有作用，而相關計畫的發電成本也將比德國的再生能源昂貴。英國首個CCS計畫的差價合約（CfD）電價預估在150英鎊/千度以上，但再生能源的電價現在就已低於85英鎊/千度[8]。儘管英國能源技術研究所（ETI）今年剛發佈了CCS成本可望降低45%的報告，但做法依然是基於大規模建廠，而非技術的商業化[9]。煤電與CCS的搭配成本已高漲至130歐元/千度以上，這種成本消長趨勢在國際間很明顯。[10]

碳價與碳的價值

碳捕捉的成本昂貴，但分離出的碳售價卻很低。就算是新型超臨界粉煤機組（SCPC）的碳捕捉成本也要超過30美金/噸，但目前碳價在美國約13美金/噸，在歐盟低於5歐元/噸，可謂得不償失[11]。

歐盟的碳權憑證發得太多，已是供過於求[12]，使得碳價於20年內都難以翻身。若再生能源蓬勃發展，碳的價值也會越低，歐美的CCS計畫無法在近未來依靠賣碳而多些收入，持續賠本的可能又增加了。

投資CCS計畫的決策時常胎死腹中，不過在美國、中東較易成局，這是因為該地能就近將碳賣給石油開採廠商（EOR）。但就連在美國，也有CCS計劃所售的碳太貴而乏人青睞。歐洲的投資計畫也多被延後或取消[13]。麻省理工學院的研究預言，設立了碳排量標準的國家會棄煤而改用天然氣，而非轉投資CCS計畫[14]。

CCS減碳不如綠能

CCS的成本過高，收入又低，全靠政府補貼。政府與機構繼續研究與投資CCS計畫的主因，來自於它能減碳的想像。但CCS計畫發展不力，每年只能省下4千萬噸的二氧化碳[15]，就算未來規劃全都落實，也只能為地球減下8千萬噸的二氧化碳。根據國際能源署（IEA）估測，若希望全球增溫於2度以內，CCS每年必須省下約16.7億噸二氧化碳[16]，但這個願景恐怕過於理想。事實上，由於CCS技術發展遲緩，國際能源署已調降它的減碳貢獻程度。

同樣根據國際能源署，再生能源的減碳效果才是最突出的，節能次之[17]，二者與CCS的差距在2030年時已很顯著。憂心環保的工廠或企業採用CCS技術所節省的碳排量貌似驚人，但投資成本低廉的綠能及購買綠電的效益更龐大，精打細算的企業主應考慮二者的成本差異。由氣候組織（The Climate Group）推行的「RE100」計畫號召知名企業響應「百分之百採用再生能源」，例如：沃爾瑪（Walmart，美國跨國零售企業）企圖於2020年前生產70億度綠電、Ｇoogle欲在2025年前加購三倍的綠電、NIKE自行生產綠電，也鼓勵合約工廠使用與協尋再生能源。管理龐大工廠的計畫參與者，總共在製造部門消耗了50%的再生能源電力。而這些牽動世界命脈的跨國企業認為，採用再生能源才是最直接了當的減碳之策，而非「CCS 100」。

與火力電廠配合的CCS計畫意在降低發電碳排量，再生能源卻能直接取代火力電廠。在美國，透過再生能源配給制度（RPS）所省下的二氧化碳當量就有5.9千萬噸/年，其中絕大多數都是基於綠電取代火電。[18]

台灣的碳排量比例佔不到全球1/%，採用缺乏經濟效益的CCS計畫減碳也難以真正為地球做出貢獻，不如藉著打造綠能與節能計畫降低最多碳排量，不但能塑造商業規模，又適於國家外交宣傳，一舉三得。

台灣的2014年碳排量比例佔全球的0.9%。圖片來源：Analysis of Primary Energy Consumption and of CO2 Emissions From Burning Coal, Oil and Gas in Main Emitting and Selected Areas and Countries，Bernard CHABOT。

CCS相伴的火電依然有害

CCS計畫固然能為個別火電廠降低碳排量，但仍遠高於再生能源。這種看似低碳的宣傳延長了化石燃料產業的壽命，對環境依然不夠好。[19]

聯合國環境規劃署認為，就算搭配了CCS計畫，火電廠在公共衛生和人體健康的負面影響依然遠大於再生能源，對水質、土地等的毒害亦同。[20]

此外，發展CCS技術更有可能讓世界耗用更多化石燃料。就算我們決定讓全球增溫少於2度C並依此遵守碳排量的總額限制，CCS計畫所降低的碳排量反而能容許更多化石燃料遭到開採。根據倫敦帝國學院（Imperial College, London）永續天然氣研究所分析，化石燃料能借助CCS的應用於35年內增加11%開採量[21]。

但自然科學期刊（Nature）的一篇研究指出，若想控制暖化少於2度C，需讓88%的全球煤炭蘊藏量長眠地下[22]。在考慮CCS技術的負面影響與對廠商的「產業價值」後，制訂國家能源戰略的方向應該很明確了。

碳儲存未解的疑問

發展CCS計畫需就近尋找合適的地質，但台灣的地理環境卻被全球碳捕獲與封存研究院（Global CCS Institute）評為「受限」。筆者希望我國政府能仿效歐洲公開具體的地質資訊，以供各方評估。

但台灣的地理環境卻被全球碳捕獲與封存研究院（Global CCS Institute）評為「受限」（黃色），可能不適合大量發展CCS計畫。來源：The global Status of CCS | 2015，Global CCS Institute。

根據麻省理工學院研究所言，碳儲存成功與否難以確知，需要詳加調查電廠附近是否有足夠的油氣儲集層，以供長期存放鉅量的二氧化碳。此外，在儲集層內注入二氧化碳可能引發小地震而改變地下環境，進而導致二氧化碳逸散。史丹佛大學的研究還認為，大型CCS計畫的風險不但很高，也因為儲存的問題難解而無法成功應對氣候變遷[23]。

結論

儘管歐盟等政府與國際機構皆為CCS技術美言再三，但它帶來的經濟效益與減碳效果頗為遜色。這種難以商業化的技術乍看潔淨，卻是為了高污染的能源服務，並非人類之福。減碳固然是全球趨勢，但務實地說，台灣的碳排量佔不到全球1%，推動CCS計劃也不如中、美等排碳大國執行的力道強。更何況CCS技術並非國際減碳主流，面對來勢洶洶的再生能源實在缺乏勝算。希望台灣政府與社會能考量小國財源有限、再生能源蘊藏量豐富的現實，全力推動符合在地產業與環保所需的再生能源政策，而不是分散資源於難以減碳的CCS計畫。