碳捕捉技術 讓淨零碳排初露曙光

文/淳恩 |2022.08.27
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超科幻捕碳機問世,為全球帶來淨零排碳的希望。圖/Climeworks官網

文/淳恩

在2017年Climeworks(氣候新創)企業於瑞士成立時,當時全球思考的重點仍鎖定在「削減」而非「抵銷 」溫室氣體排放量,因此對於「碳捕捉」與封存技術等新穎概念,既陌生也無法想像。

賣碳權是一門好生意

但在2017年Climeworks攜手碳儲存公司CarbFix合作啟動興建世界上第一個「碳負排放」DAC(Direct Air Capture,直接從空氣捕捉二氧化碳)發電廠Orca後,如今微軟、數位支付平台Stripe、電商平台Shopify等成為Climeworks的企業客戶,長期向該公司購買維持綠色企業指標的「碳權」。

Climeworks早先在歐洲建造了16座向空氣中回收二氧化碳的裝置,但Orca是唯一一個永久捕獲和儲存二氧化碳的工廠──透過化學處理過程,將大氣中捕獲的二氧化碳,與水混合後泵入地下深處,經過不到兩年的自然礦化過程後,變成石頭安全儲存於與大氣隔絕的地底,不再進入大氣層造成全球暖化。

Climeworks善用空間,將捕碳機器設置在垃圾焚化爐的屋頂。圖/Climeworks官網

新技術可望減9成碳

Orca位於冰島一座地熱發電廠旁,由多個貨櫃大小的創新空氣收集器堆疊而成,運用再生能源收集及儲存技術,永久封存空氣中的二氧化碳。實測發現,運用這項技術,每100公噸的碳捕捉處理過程,只有10%的碳排再產出,其餘90%都被徹底移除。

由於該項服務正式通過獨立第三方DNV驗證,證實能有效解決全球碳排暖化問題,使得這項技術和設備後勢看好,Climeworks近日進一步宣布,第2座大型DAC工廠Mammoth已在冰島動工,預計工期為18~24個月。目標是每年吸收3萬6千噸二氧化碳──相較於Orca每年4000噸的移除規模大上許多。

優化效能可降低成本

由於碳捕捉技術如今仍是成本昂貴的技術,冰島的第2座碳捕捉工廠,十分注重成本效益的提升,預計在2030年前,每噸碳排移除量的成本,有機會從美金500元降至300元,2040年中期再降至每公噸200美元。

Climeworks公司表示,這些先進技術經過優化,第2代模組對二氧化碳的捕獲能力,比過去更高,幫助工廠達到前所未有的碳儲存能力。

運用太陽能也能捕碳

無獨有偶,一家名為44.01的DAC新創公司,宣稱是世界上第一座應用太陽能發電,直接於空氣中捕捉二氧化碳的碳捕捉工廠,也在去年6月於阿拉伯半島上的阿曼開始興建,預計今年年底全面營運,屆時阿曼將在支持減碳的世界地圖中占有一席之地。

44.01新創公司由阿曼環保主義者Talal Hasan在企業家的支持下成立,該廠利用太陽能產生驅動DAC流程所需的電量和熱量,廠房配備一系列超大風扇吸入空氣,再使用可吸收二氧化碳的吸附劑,儲存起來可供商業化應用。

初露曙光但路還很長

44.01公司所回收的二氧化碳,未來預計每天可生產約100公斤二氧化碳,相當於年產量36噸,所生產的二氧化碳將用於工商用途──可供餐飲業及化學工業使用。44.01並已著手將此計畫推向阿拉伯聯合大公國。

如今,運用碳捕捉技術解決全球暖化問題,已經成為不可逆的企業減碳潮流,許多投資熱錢也不斷湧入這些新創公司,但專家認為,各種碳捕捉解決方案及技術非沒有缺點,各界不宜「過度樂觀」。Climeworks也承認,實現全球淨零排放還有很長的路要走,但是有了Orca和Mammoth,實質上已向實現淨零碳排的目標邁出了重要的一步。

圖/123RF

馬斯克贊助除碳高手

事實上,由於Orca的初步成功,目前在全球已激發各種「碳捕捉」技術的研發。熱愛新科技的伊隆馬斯克,最近更大規模舉辦「碳捕捉比賽」,號稱贏家順利出爐後,他將毫不遲疑資助近30億台幣,幫助這些除碳高手,能早日研發出更成熟、且能商業運轉的碳捕技術。

至於從空氣中捕捉的二氧化碳,可否「回收再利用」?目前確實有人成功將回收的二氧化碳賣給可口可樂公司做成碳酸飲料,或是轉賣給在地溫室以促進蔬菜生長……但最大宗的,依然是做為「碳中和」或「負碳排」的碳權產品。

畢竟,近年企業界最流行的一句話是:「做ESG(企業社會責任指標)成本高,不做ESG代價卻更高!」在2050全球淨零碳排的共識下,企業如不能主動消弭排碳量,產品及服務將乏人問津,企業形象更將降至谷底。

回收CO2 如何再利用

從空氣中回收二氧化碳,除了能做碳酸飲料、促進溫室蔬菜生長,還有哪些用途?

製造香水對環境及水資源的傷害不小,法國知名香水大廠Coty力圖改變,2021年10月起與綠色生技公司LanzaTech合作,讓旗下的香水生產線, 改用「碳排放」析出的酒精當作香水原料。

Coty是全球最大香水製造商,旗下經營CoverGirl、Rimmel 等子品牌,此外,知名時尚品牌如Gucci、Calvin Klein等,也委由Coty製造。

香水主要原料之一是酒精,Coty原本使用甘蔗和甜菜根來做香水(酒精),即便成分天然,仍會製造不小的環境成本,對生物多樣性的衝擊十分明顯。

而合作夥伴LanzaTech旗下的碳捕集(carbon-capture)技術,是蒐集煉鋼廠等工業製造的碳排放,再將其放入生物反應器,讓細菌與碳排放相互作用後,製造出高純度的減碳乙醇來當香水原料。這款新概念減碳香水,預計明年上市。

香水業者不再使用甘蔗做酒精,避免對生態形成傷害。圖/Pixabay

除了香水之外,LanzaTech已將這款減碳乙醇拿來製造噴射機燃料,也當作塑膠、橡膠、合成纖維等產品替代品,甚至用於製作清潔用品,轉化成油脂和Omega3脂肪酸,製造出一系列食品,包括保健營養品、魚飼料、植物油等。

此外,美國新創公司Air Protein,有別於以黃豆等植物蛋白製成「素肉」,改以回收二氧化碳為原料,並以一種獨特的菌種為發酵基底,像製作優格、麵團般,將原料轉化為粉末狀的蛋白質,研發出「空氣素肉」技術──以空氣和水打造蛋白質,營養價值媲美真實肉類。

位於美國東岸的Air Protein,2019年發表了以二氧化碳製成的肉,且其蛋白質為完全蛋白質,雖然很難以置信,但研發者提出報告,說明這種「肉」擁有與雞、豬、牛、羊等同等的營養價值,甚至更勝植物蛋白製成的人造肉。

外觀上,空氣造肉看起來就像是全麥麵粉,與一般人所認識的肉一點也不相似,然而它可以再加工成漢堡排、雞肉或任何種類的肉製品。提供動物營養之餘,卻能免去養殖過程中,可能被注射荷爾蒙或抗生素的疑慮。

空氣肉、植物肉可做成千變萬化的素食加工品。圖/Beyond Burger

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