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鉅亨看世界─捕碳神器

鉅亨網作者: 鉅亨網 楊琇羽 | 鉅亨網 – 2012年5月21日 上午7:30

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■ 有效削減碳排放?外界既期待又怕受傷害

5 月開始,全球最大、專司捕捉過濾工業活動所排放二氧化碳的設備,就在美麗的北歐國家挪威啓動運作。有人將其視為上天的奇異恩典,望能幫助國家與全球達成碳排放減量標準、遏止暖化,然而也有人質疑這項設備所費不貲、有安全疑慮,是人類自我救贖的失敗嘗試。

在挪威西岸的蒙斯塔德(Mongstad)港口附近的一個空氣淨化設備廠區入口,豎立一個激勵人心的標語:「抓住我們乾淨的未來」。諷刺的是,這個廠周遭卻感受不到這股清新潔淨,因為空氣中飄散著一股甜酸味,這股異味來自附近一座煉油廠。氣味提醒經過的遊客,蒙斯塔德是歐洲第二大原油港。

Tore Amundsen 是蒙斯塔德的二氧化碳技術中心(TCM)主任,該中心有座專責處理二氧化碳的巨型設備廠,負責捕集鄰近天然氣發電廠與煉油廠作業所排放的二氧化碳,預估可削除其中 85% 對環境有害的溫室氣體。

這個二氧化碳技術中心的任務不僅止於此,它還能將捕集到的二氧化碳,永久儲存至地底岩層裏。這套作業又稱「碳捕集與封存」(CCS),而挪威也因為這座二氧化碳技術中心,成為全球首個大規模應用這項技術的國家。

5 月 7 日,挪威總理 Jens Stoltenberg 與歐盟能源署長 Günther Oettinger 參加這座二氧化碳技術中心啓用典禮。挪威總理 Stoltenberg 視這座廠為國家邁向改善氣候變遷的一個重要里程碑,並稱其為 「挪威的月球登陸計畫」。

總理將這項環境工程與人類登陸月球相提並論,實為誇大,但其用意是要強調這項工程極具劃時代意義。二氧化碳溫室氣體排放減量、防止氣候暖化加劇,是一項刻不容緩的艱鉅任務。新興市場的經濟與建設急速發展,能源需求孔急,身為能源供應國之一的挪威,一向積極承擔減碳責任,在環境永續發展與能源供應之間,取得巧妙平衡。

鋼鐵、水泥、與化工等產業的生產活動當中,會排放大量的二氧化碳。德國《鏡報》指出,人類對廉價能源需索無度,也因此對環境造成不可逆的傷害。雖然許多國家在乾淨能源的投資甚高,但諸如風力發電與太陽能發電,皆遠遠無法滿足人類對能源的需求。國際能源署(IEA)所做出的統計指出,光是在中國,藉由燃燒煤的火力發電產量,在過去 20 年成長了足足 6 倍!

科學家強調,全球溫室氣體排放總量必須逐步削減,到 2050 年,溫室氣體排放量必須減至 1990 年排放水準的一半。惟有達到這項減量目標,才能夠控制全球氣溫上升幅度在攝氏 2 度以內。挪威的二氧化碳技術中心主任 Amundsen 相信,挪威這項碳捕集與封存技術之應用,能夠有效減少溫室氣體排放。

■ 綠色技術創新 二氧化碳回收後再利用

德國《鏡報》指出,挪威採行這項綠色科技並非新鮮事。在這個國家,科學家早已構想出這個雙贏的解決方案,讓溫室氣體能夠進行跨陸移動並加以利用。

在科學家的完美模型當中,中歐國家在生產過程中所排放的二氧化碳,經過捕集後,可以透過特殊管線、貨車、或是貨輪運送至挪威峽灣。一般來說,回收後的二氧化碳會被封存至地底的油氣田,無論是陸地還是海床下,進而將油氣從岩層細縫中逼出,以提高石油和天然氣的採收率;也有直接封存至合適的地表深層與空氣永久隔離。在挪威的例子中,逼出來的天然氣,可以被輸送到德國,進行天然氣發電。

 

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挪威蒙斯塔德(Mongstad)港是歐洲第二大原油港。(圖片來源:維基百科)

為了實現這項構想,挪威政府先投資 13 億美元到蒙斯塔德實驗廠,再一步步實踐政府所引以為傲的劃時代創舉-捕碳與再造。

目前也有國家,正朝「零碳排」的方向邁進。據報導,一波斯灣國家正計劃要建立一座 700 兆瓦天然氣發電廠,該廠也將採用碳捕集與封存的技術。在中國,政府投資數十億美元,建立一座能夠在燃燒前即能捕集二氧化碳(Pre-combustion)的示範型發電廠;除了碳捕集,中國也投入碳封存工作的研究發展。

■ 碳捕集CCS爭議:銀子花很大、其它乾淨能源排擠效應 

碳捕集技術聽來很新穎、充滿前景,但該項技術目前仍存有爭議,尤其是在德國。當地環保團體擔心,能源公司只是想掛名使用這項清潔技術,藉以合理化他們繼續傳統火力發電的活動,並妨礙到其它乾淨能源的經費分配與發展。

德國一些生態學家警告,在碳捕集與封存活動當中,二氧化碳有外洩的疑慮。因此,有政府因擔心環團人士反對,故對這項技術持保留的態度。去年,德國國會議員提案推動應用「碳捕集與封存」技術,但該案並未過關,瑞典能源公司 Vatternfall 憤而取消對德國東部 Brandenburg 邦的 300 兆瓦示範電廠興建計劃。

德國總理梅克爾在 5 月初舉行的能源高峰會上,也僅略微帶過碳捕集與封存技術,就是不想被國內其它政敵拿來做文章。反觀挪威,政治菁英相當堅持走這條道路。二氧化碳技術中心主任 Amundsen 亦曾遭遇國內質疑與反對,他表示,事實將證明一切。

Amundsen 目前全心投入在二氧化碳技術中心廠區的首度試轉工作,他與工作團隊在廠區超過 100 個觀測點進行空氣品質測量,為的就是要確認這個複雜的潔淨機制是否收效、並確保每個環節不會出差錯。

碳捕集的流程中,廢氣先被引導至吸收器內,然後穿過佈滿微小細孔的匣道,這個匣道佈滿含胺的清洗液,並與廢氣作用。二者相遇後,混合液再被導引至另一座設備加熱,蒸氣作用後二氧化碳被獨立出來,並傳送至儲存槽,準備帶往它處進入下一個隔離封存階段。

然而,挪威二氧化碳技術中心主任 Amundsen 坦承,這些過程其實很耗能源,這正是反對人士質疑之處,它也是碳捕集與封存技術看似完美的模型當中,最致命的弱點。Amundsen 表示:「在配有 CCS 技術的天然氣發電廠,運轉效率會降低約 8%、發電成本較傳統廠多出 3 至 4 成。」

主任 Amundsen 冀望工程師,能夠提出對策,降低二氧化碳捕集過程中的耗能。舉例來說,德國西門子(SIE-GR)工程師已發展出一套方法,它利用的是一種更有效的新一代清洗液,預計不久將在挪威蒙斯塔德第三座廠被測試。Amundsen 表示,這個新的方法可以讓耗能減半,較為可行。

 

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2005 年全球各國溫室氣體排放量,圖中顯示美國和中國為溫室氣體排放量最大的國家。(圖片來源:維基百科)

■ 成本比一比 業者會願意參一腳嗎?

一定有人會問,這個不經濟的碳捕集與封存技術,值得能源公司採用嗎?

在現有碳排放交易機制下,能源公司在生產過程中,每排放 1 公噸的二氧化碳,就必須上繳 7 歐元的碳排放稅給政府,但專家認為,碳排放徵收的稅金太低,不足以達到鼓勵業者採行如碳捕集與封存這類潔淨技術之效果。

另一項關鍵因素在於,再生能源生產成本大幅下滑,而風力發電應是目前比採用碳捕集與封存技術的火力與天然氣發電,還要便宜的能源選項。德國的能源專家 Felix Matthes 解釋,這就是為何德國發電廠遲遲不願採用這項新技術的原因。

Matthes 批判德國政府不夠堅定,放棄好好應用這項技術的機會。Matthes 指鋼鐵與水泥生產廠這類高碳排放產業,應採用這項技術,事實上目前也沒有比它更好的替代方案。「反對碳捕集與封存的人,應多加了解,這項科技可達成的碳減量為多少。」Matthes 認為目前全球二氧化碳排放量應削減 2 成,而碳捕集與封存技術是理想的減量管道,但當然前提是它的成本不能太高,應該再降低一些。

■ 捕碳網會愈來愈神!

能源專家 Matthes 指出,若全球有更多地方採用碳捕集與封存的技術,則大氣中二氧化碳量就能大幅減少。Matthes 指這項技術,猶如樹木在生長過程中會不斷吸收大氣中的二氧化碳,對整個環境是有正向助益,人類得以有效降低大氣中溫室氣體的濃度。

挪威二氧化碳技術中心主任 Amundsen 很高興得知有環團人士支持這項科技。在挪威,由於許多專家對這項技術存疑,導致相關研究專案獲得的補助不如他原先預期的多,這也能解釋為何蒙斯塔德廠完工日期延宕多時的原因。

即使質疑聲浪不斷,主任 Amundsen 對這項科技的未來發展仍感到樂觀,他認為只要能先打進市場,技術進步指日可待。

他舉手機做例子,1988 年他收到生平第一支行動電話,當時那一支行動電話要價不斐,重約 10 公斤。但看看現在,人人手上一支智慧型手機,輕盈、功能完整、且價格便宜,這就是科技進步所帶來的成果。以此觀之,碳捕集過程的耗能與費用,也可望在不久的將來變得更低、技術更普及、並捕捉到更多溫室氣體,遏止全球暖化現象。(文:楊琇羽)

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