2016/10/05
經濟部能源局
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撰文／ 徐恆文（工研院綠能所資源應用技術組副組長）
圖片提供／工業技術研究院
據國際能源總署（IEA）2015年對能源技術的減碳貢獻分析，碳捕捉封存（Carbon Capture and Storage, CCS）將占13％的貢獻度，為未來最具減碳潛力的技術之一。全球在2015年共有15個正在運轉的大型CCS計畫，比2010年數量高出1倍，預計至2017年將有22個運轉之大型CCS計畫，年捕捉CO2量可達4,000萬噸，顯示CCS技術已經從試驗性質提升到應用階段。
臺灣發展CCS 技術沿革
經濟部能源局有鑑於燃料燃燒排放CO2對我國產業的影響，早於2006年即開始透過能源科技專案投入CCS技術研發工作，並針對CCS技術研發與示範訂定推動策略，在捕捉技術部分主要以處理大型固定排放源的二氧化碳排放為標的，包括發電廠、水泥廠、鋼鐵廠及石化廠等產業；在封存部分則以發展相對成熟的地質封存為主要推動方向，且同時考慮深地下鹽水層及油氣構造進行技術研發與示範推動。
為確保研發成果有效利用，能源局於2010年1月成立「經濟部CCS研發聯盟」，主要目的在於透過團隊合作及技術整合力量，加速國內CCS技術之研發與示範，同時推動國際合作，以便讓國內的技術與國際接軌。聯盟成員包括：能源局、礦務局、國營會、台電公司、中油公司、中鋼公司及工研院，另為擴大產業參與，於2015年邀請相關業者共同參加聯盟活動。
CCS技術多元，推促產學研三方合力
在能源局計畫支持下，我國CCS發展已有很好的進展，特別是工研院與台泥公司合作在2013年6月建置完成全球最大之1.9MWt鈣迴路捕捉試驗廠（以天然石灰石為吸附原料），正持續進行測試與技術驗證研究，以建立長期運轉可靠度技術；同時亦積極開發適用於燃煤電廠之整合蒸汽水合與多階旋風式捕捉系統技術，並完成500kWt實驗系統之建置，以期降低捕捉成本及提高整體能源效率，擴大技術在燃煤電廠與其他產業的應用範圍。此研究成果獲得2014年全球百大科技研發獎（R&D 100 Awards）之殊榮。
另外，也導入新型高效率之鐵系化學迴路燃燒與產氫技術開發（以三氧化二鐵為載氧體），已分別建立30kWt氣體與固體燃料進料之實驗系統，研究結果顯示產出之CO2與H2濃度皆可達95％以上；同時亦結合封存技術之開發，將捕捉的CO2妥善處理，完整建構整個CCS產業。在地質封存技術部分，封存的安全驗證與民眾接受度，為CCS能否施行的關鍵，除透過臺美技術合作建立我國地質安全監測與風險評估技術外，亦著手開發適用於工業區之分散式封存技術，以提供另一封存選項。預期達成整體總目標為：開發低於USD 30/t CO2捕捉系統關鍵與商品化放大技術、開發化學迴路低碳新能源系統、開發前瞻封存與再利用技術，並建立領先國際之地質安全監測技術能力，以及參與國際組織和加強國際與學界之合作研究。
除了能源局之外，科技部主導的能源國家型計畫之淨煤減碳主軸計畫，則以化學吸收法進行技術發展及放大實廠測試，與台塑公司合作於麥寮廠區完成捕捉量1噸CO2／天之示範工廠建置。同時也針對富氧燃燒、燃燒前捕捉及微藻固碳進行相關技術研究。至於學界亦積極建立與產業之合作關係，如清華大學、臺灣大學與中鋼公司，分別以化學吸收及廢渣捕捉CO2技術進行合作；中央大學的工業區氣化多元應用計畫團隊，則就燃燒前捕捉之氣化技術工業應用，進行相關研究。
蓄積能量，CCS「放大」向前走
臺灣的CCS技術在能源局的積極布建下已有很好的進展，預期對我國CO2排放減量貢獻將達千萬噸以上。其中鈣迴路捕捉技術，首先與水泥產業結合，並籌組產業聯盟，將攜手促成新世代30MWt級鈣迴路捕捉示範系統之建置；而鐵系化學迴路技術，亦已分別建立30kWt氣體與固體燃料實驗系統，並驗證產氫與高濃度CO2產出之優異特性，後續將朝擴大產業示範前進。經由產業的業界合作積極參與，將開啟新興產業之契機。
關鍵字：碳捕捉封存,CCS,地質封存,減碳