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【全文】找學研大咖合作 台排碳大戶搶碳捕捉商機
發佈時間2021.12.25 05:58 臺北時間
更新時間2023.09.12 20:41 臺北時間
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- 繪圖｜王聖光
電動車龍頭特斯拉創辦人馬斯克（Elon Musk），堪稱是近年最慧眼獨具的企業家，從電動車、儲能到低軌衛星，只要被馬斯克看上，總能吸引各大企業爭相投入、造就一番榮景。今年初，馬斯克祭出1億美元賞金，鼓勵科學家與企業投入碳捕捉技術開發；在他登高一呼下，全球又掀起一股碳捕捉風潮。令人欣慰的是，台灣在碳捕捉領域也不落人後，在台塑、台泥、中鋼等排碳大戶的「力挺」下，正結合成大與工研院的碳捕捉技術，可望與國外業者一較高下。
11月29日，距離台南高鐵站50分鐘車程，坐落於台南科技工業區旁的成功大學安南校區來了一群訪客。帶頭的是一位身穿西裝的董事長，親率各事業群主管來到成大，他就是近來積極帶領公司往綠能產業轉型的大亞電纜董事長沈尚弘。「未來企業競爭的輸贏，就在誰能最早達到碳中和！」沈尚弘向本刊透露此行的用意，也意外曝露了自己就是要來成大取經，時下最當紅的碳捕捉技術。
碳權小辭典
商品生產過程中，都會產出造成地球暖化的溫室氣體，又以二氧化碳最多，京都議定書生效後，碳權就變成有價的實質商品，企業或國家可將減少或用不到的二氧化碳排放量，釋放到市場買賣，形成碳交易市場。
有2種方式購買碳排放額度：一種是「總量管制與交易」，由國家訂定出排放總量，每年核發「排放配額」，就是所謂的碳權。有A企業想多排碳，可去市場上買；B企業少排了，可拿去市場上賣，若排放超標，則會受罰。目前歐盟、美國加州、南韓、紐西蘭都有運作成熟的碳交易市場。另一種是「碳抵換」，是幫別人減排換取配額，像創投、銀行或投資協助開發中國家改善能源，即可取得減下來的碳排放量，這些碳權經過國際認證後，就可在市場銷售。
全球減碳 歐盟擬徵碳稅
走在沈尚宏身邊，一路陪著導覽碳捕捉示範工廠的人，正是國內研發碳捕捉技術的頂尖專家—成大匯智綠色科技研究中心主任陳志勇，過去曾是行政院科技會報循環經濟材料組首席評議專家，畢生致力於碳中和課題。人稱「勇伯」的陳志勇，是國內投入碳中和研究先驅。「這是我一生的志業，面對（全球暖化）危機就是轉機，（企業力拚零碳）轉機帶來商機（石化原料變新碳源）。」陳志勇向本刊說。
由陳志勇研發、成大出資千萬元打造的國內首座負碳排示範工廠，相當具有國際水準，除沈尚弘外，包括副總統賴清德，以及中鋼、中油和長春石化等國內排碳大戶的董事長都曾親自造訪；此外，就連積極開發綠電資源的護國神山台積電，也派出高層主管到此取經。不僅如此，還有國際大廠找上成大，希望能夠技術合作，甚至整廠輸出海外。「像是泰國國營石化大廠，跟一家國際知名汽車廠，都對於勇伯開發的碳捕捉技術相當感興趣。」知情人士對本刊透露。
根據國際市場研究機構Fortune Businessin Sights資料顯示，2019年全球碳捕捉和封存市場規模為17.5億美元，預計2027年將達到61.3億美元，年均複合增長率約19.2％。
從特斯拉的馬斯克豪擲重金鼓勵開發碳捕捉技術，到台積電、台塑、台泥、中鋼等大企業紛紛投入碳中和，背後的關鍵就在於全球吹起減碳、甚至零碳的風潮。「一方面是因為歐盟等可能祭出碳稅（carbon tax），對生產高汙染（排放量）產品的外國企業課稅，以補償歐洲企業因減排而受損的競爭力；另一方面則是像蘋果、Nike等國際品牌大廠紛紛宣示，致力產品碳足跡為零，進而要求供應鏈全面配合。面對這兩道難題，二氧化碳捕獲再利用及封存（CCUS）等減碳技術，成為企業新顯學。」陳志勇直言。
成本過高 執行面有難處
成大這座示範工廠採用的碳捕捉技術，係以「化學吸收法」為主，1年約可捕捉20噸的二氧化碳，透過收集工廠煙道低濃度二氧化碳煙氣後，經過燃燒，加入陳志勇自行研發的觸媒（吸收劑），讓二氧化碳可再生利用或封存，適用於既有工廠加裝，相當符合台灣多數工廠的需求。
陳志勇對本刊透露，目前國內並沒有整套碳捕捉系統的廠商，整座工廠設備都是自己找化學設備廠商訂製。「設備都是商業機密，不方便透露是哪一家做的，但我敢打包票，整座示範工廠都是百分之百的台灣製造。」由於成大是學術研發單位，僅能示範捕捉碳的可行性，要能夠真正的大量應用到產業上，還是要靠技轉給廠商。據了解，目前在台塑仁武廠內已有一個小型的先導廠。
陳志勇會與台塑合作，源起於他與台塑石化董事長陳寶郎剛好是成大化工系的學長、學弟。「碳中和已是不可逆潮流，但現在沒一家廠商能碰到碳中和的核心。」陳寶郎在接受本刊訪問時直言，台塑集團過去就曾經想引進國外碳中和技術，卻因成本過高而胎死腹中。
靠著學長、學弟關係拉上線，陳志勇想把這套碳捕捉技術導入排碳企業，卻面臨成本過高問題。原來，目前成大研發的整套碳捕捉設備，加上陳志勇研發的觸媒，就算利用化學低溫降低能耗，平均每捕捉1噸二氧化碳的成本，仍高達250元，成本雖優於市面多數技術，但跟目前環保署規劃收取每噸約100元碳費相比，仍有蠻大差距。「要全面落實碳捕捉就需大筆投資，而這筆投資賣二氧化碳轉製的化學品可能也很難回本；但只要能有效減少碳排放，賠錢也沒關係，我還是願意幹。」陳寶郎說。
本刊調查，目前台塑集團四大公司之一的台塑主導碳捕捉技術發展。為加速與成大合作，日前台塑董事長林健男親自打電話給陳志勇表示，「總裁（王文淵）指示，碳捕捉工廠要積極處理，需要幫什麼忙，都可以全力協助。」不過，對於陳志勇來說，目前企業在執行面上把「成本」視為最大考量。「這實在有點矛盾，零碳應該是社會責任。」陳志勇嘆了口氣說。
台塑台泥 積極導入技術
看在專家眼中，碳捕捉遲遲難以推動到更多企業，關鍵還是在於「規模大小」。工研院綠能所副組長廖啓雯直言，目前碳捕捉工廠很難真正估算出成本，最終取決於規模大小。據工研院的研究調查顯示，建造碳捕捉工廠的成本並沒有想像中高，反而是設備運作所產生的能耗（耗電量）等問題，才是影響碳捕捉成本的關鍵。
就以國外目前普遍的案例來看，平均捕捉1噸二氧化碳成本約70美元（新台幣1,940元），未來目標要降至50美元（新台幣1,385元）以下，才有可能達到經濟效益。令人振奮的是，國際能源總署（IEA）預測，捕碳加上儲碳成本未來可望1噸降至40美元（新台幣1,100元）。不過，廖啓雯仍樂觀認為，隨著國際碳交易的成本提高，將更容易促成企業大量導入碳捕捉技術，也會讓黃金交叉點提早到來。
不只台塑集團積極規劃導入碳捕捉技術，實現碳中和目標。國內最早、最積極跨足碳捕捉的企業，莫過於台泥集團。台泥早在2012年就找上工研院綠能所合作，採用工研院開發的鈣迴路碳捕捉技術，把第一代的碳捕捉設備安裝於台泥和平廠之中，成為全球第一套適用於小型規模的碳捕捉系統，如今每年可捕捉約8千噸的二氧化碳。
台泥還將捕捉到的二氧化碳運用在微藻養殖，進而產出美妝保健品原料，每年替台泥帶進高達4億元收入。2016年，台泥又升級改良為二代廠。「目前台泥二代廠捕捉1噸碳成本，大約30到40美元，已是可被國際接受的成本。」知情人士透露。「台泥長期目標，是將碳捕捉的產能放大，預期1年可以捕捉高達5.5萬噸的二氧化碳。」
就如同台泥開始運用二氧化碳轉化獲利，未來碳捕捉不僅可以減碳，還可能衍生出龐大商機。陳志勇指出，碳捕捉示範工廠只是起步，他更看好工廠捕捉下來的二氧化碳再利用，可加入氫氣轉化成甲烷，經處理還可轉化為乙、丙烷，再脫氫製成乙、丙烯等固碳材料，作石化業的基本原料，取代傳統石化製程，達到負碳排效益。
此外，碳捕捉也可再製成化學品，如尿素、醋酸、綠色甲烷天然氣、綠色EVA等，不僅能避開石化原料進口的依賴，更能創造龐大的經濟效益。「像是EVA綠色固碳材料，可做為汽車的環保原料，更可做為運動鞋的綠色鞋材使用，未來產值可能超過百億美元。」陳志勇舉例說明。
鋼化聯產 採三階段進行
除了台塑和台泥，國內諸多排碳大戶，如中鋼、中油等業者也相當積極加入碳捕捉的行列，日前中鋼將與中油、長春石化聯袂宣布推動「鋼化聯產」，並找上成大合作。
簡單地說，中鋼煉鋼製程會產生大量的高爐氣與轉爐氣，裡頭含有豐富的一氧化碳與二氧化碳，可以成為石化業的碳原料，透過化工廠製程再合成為甲醇、甲烷、醋酸等化學品販售，三家業者以異業合作模式，降低石化業者原料成本，也有助兩大產業大幅減碳。
據了解，鋼化聯產將採三階段進行，第一階段將設立實驗室與先導工廠，掌握生產技術並驗證應用成效；第二階段就要建置全台第一套鋼化聯產示範產線，預計每年減碳24萬噸，合作對象就是成大。
第三階段將擴大碳捕捉的商業應用，中鋼董事長翁朝棟更發出豪語，「未來每年可替產業減碳290萬噸，等於7,450座大安森林公園的二氧化碳吸納量，將協助石化業每年創造800億元以上產值。」
建產業鏈 躍上國際舞台
台灣業者加速碳捕捉商業化腳步，歐美先進國家早已大規模運用，去年底為止，全球運轉中的商業化碳捕捉與封存設施已共有26座，每年捕獲二氧化碳的數量已超過4千萬噸。
像是美國德州在2017年啟動的Petra Nova計畫，就採用「胺處理二氧化碳捕捉系統」，讓火力發電廠排放的廢氣通過管線輸到碳回收廠，在廠內，二氧化碳會被含胺溶劑吸收捕捉，與其他氣體分離（剩下的氣體便被排放至大氣）；被吸收的二氧化碳會經過蒸氣處理再被分離，進一步壓縮後，輸送到80英里外的油田；將這些壓縮二氧化碳被打入地底，讓油田活化，提高原油採收效率。
面對越來越嚴苛的減碳壓力，台灣的排碳大戶們正結合學研單位急起直追，一方面擴大商業規模、降低成本，同時也藉機打造碳捕捉產業鏈，一旦有機會躍上國際舞台，將替台灣再打下一個科技江山。