經濟部產業發展署石化產業高值化推動專案

近年氣泡水機大受歡迎，大家狂飲的是二氧化碳（CO2）水，舞台效果常用到乾冰，養菇的菇寮溫室也需要維持一定CO2濃度，半導體製程中也不能缺CO2，CO2其實在商業上有許多應用價值。

但全球拼淨零碳排，CO2的捕獲、再利用及封存（CCUS）也躍為熱門科技，根據艾克森美孚預估，2040年CCUS商機上看2兆美元，尤其是高排碳的水泥業、鋼鐵、發電、石化4大產業也都投入碳捕捉（碳捕集）技術發展。

雖碳捕集商機很大，但全球現階段CCUS規模遠低於預期，中鋼（2002）總經理王錫欽表示，目前全球CCUS規模4000萬噸，但2050年全球目標淨零碳排需能捕捉76億噸CO2，仍有很大落差拼。

中油、中鋼、台塑、台電排碳大戶態度積極
電廠是排碳相當大的來源，其次石化業本身也需要很多能源，如用電或蒸氣熱，鍋爐中也會產生CO2，中油或台塑的煉油廠都會用到汽電共生發電，捕獲CO2對這些產業減碳有很大幫助。

工研院材料與化工研究所所長李宗銘接受《經濟日報》專訪指出，儘管碳捕捉已經不只是環保議題，更是經濟議題，碳捕捉學術研究可追溯20年前，但近5~6年產業才投入大量研究，工研院最早在6年前透過經濟部技術處科專計畫支持，投入CO2再利用技術研發，3年前跟台電台中火力發電廠研究所共同開發「每小時捕獲20公斤CO2」設備，在火力發電的排煙道中捕捉CO2氣體。

現在台電也計畫在台中火力發電廠再蓋一座每小時捕獲600公斤CO2的工廠，案廠正發包中，李宗銘指出，未來碳捕集廠的捕捉量越來越高是趨勢，海外已有百萬噸等級碳捕集工廠，台灣一年碳排達2.6億噸，電業又是碳排較高者，勢必對投入大噸數碳捕集設備相對積極。

台塑仁武廠有汽電共生廠，目前跟成大及工研院合作設立一座每小時100公斤捕獲設備，最近剛蓋好試運轉中，因為台塑有石化廠，捕獲的碳計畫不會封存而是計畫再利用，將仁武廠區設立甲烷廠，利用CO2跟氫氣整合變成甲烷，甲烷可以做燃料（瓦斯）或其他化學品應用。

中油的大林廠2021年起也要做CO2捕獲設備，最近開始建設，初期規模是每1小時20公斤的捕獲器，產生的CO2會做甲醇。

中鋼2021年跟工研院合作，在高雄小港廠投入碳捕獲研發，每小時可以捕獲50公斤CO2。因為中鋼煉鋼過程轉爐會產生CO2及副產品氫氣，透過捕獲CO2並提昇濃度，並跟氫氣作用產生甲烷或甲醇、一氧化碳等化學品，甚至是把CO2變成CO（一氧化碳），CO跟甲醇化學作用可以變醋酸乙烯（EVA），成為鞋材或運動器材發泡材料等。

中鋼一年碳排800~1000萬噸，減碳已是生存之戰，碳捕捉能產生CO2開發化學品，因此中鋼集團也正朝「鋼化聯產」方向邁進，也就是鋼鐵跟化學品同步生產的策略，未來不只是賣鋼鐵也賣化學品。

由小到大，碳捕捉劑是關鍵！
「目前台灣碳捕捉都還在第一階段，每小時捕集20~100公斤，小規模驗證完，參數穩定後，再擴大產能10倍，或再10倍」李宗銘說，目前工研院技術上已經能做到每小時捕集200公斤CO2，設計能力更達每小時捕獲1萬噸。

「1萬噸還是不大！想想看要面對的是全球幾千萬噸的CO2，長期會結合工程公司開發大型碳捕捉廠。」李宗銘說，目前國際上最大的碳捕獲量設備是百萬噸等級的，三菱重工與美國業者共同合作，為頁岩油氣廠產生的CO2做捕集，再把CO2灌到礦坑裡把剩餘油打出來，增加採油量，也被稱為「激勵採油法」。

而碳捕捉裡關鍵技術為何？李宗銘說，一般煙道中的氣體成分，還有硫化物及氮化物，CO2濃度約佔15%，透過把氣體純化後，就能得到99.9%高純度CO2，未來可以變成有用的化學原料，跟其他化學品反應變成新商品。

碳捕捉製程最關鍵是「捕捉劑」，這個產品需讓煙管中的CO2很快被捉下來，抓住後，又要再把CO2脫附，「吸附時要很強，脫附時要很低耗能」李宗銘說，工研院已經有自主專利捕捉劑研發出來，捕獲一公斤CO2能耗是35~40焦耳，比國際水準50焦耳還要低耗能，原因是中研院的捕獲劑可在100~120度溫度就能做CO2脫附，但一般傳統捕捉劑要180~200度才能脫附。

由於碳捕集過程要耗能量完成，因此捕獲1公斤CO2，減去製程中要花的能耗（約相當0.2~0.3公斤CO2），真正淨捕獲CO2每小時其實只有0.6~0.8公斤。

相對多數傳產龍頭是將碳捕捉後轉化為商品出售，台電的CO2捕獲後有兩路徑，1是封存，就是把CO2直接灌到地底封存，2是再利用當化學品銷售。

海底封存受矚目，移動碳捕捉挑戰大
不過封存目前正遇到困難，原本封存多以地底封存方式，如灌CO2到廢棄的油礦坑，但這種方式容易引起民眾抗爭，擔心封存的CO2是否會因台灣地震頻繁是不是會對地質帶來問題。

但因為「封存」是比「再利用」更能大量處理CO2的方法，因此有些業者探尋海底封存法，根據國家能源型計畫，台灣海域（海棚）可以封存的CO2可以達200億噸～400億噸以上，日本北海道也已經試行海棚封存，觀察安定性。

展望未來，「移動碳捕捉」將是新待克服的挑戰。長榮海運（2603）副總經理王培均表示，目前集團60%的船已有裝除硫器，80%的船是10年內船齡，未來探捕捉將可進一步效率減碳，但工研院副院長彭裕民對此表示，移動碳捕捉將是未來最大挑戰，因為碳捕捉目前在固定場域較容易發展，但船隻是移動中，捕捉的碳要放哪裡、如何轉換？

又比方全球畜牧業的碳排佔比高達10%，牛所排出的氣體甲烷量相當高，但如何在牛一邊跑一邊排的過程中碳捕捉，對擅長解決移動方案的台灣產業將是可以選擇的戰場。