负碳技术是什么?一文看懂三大技术类型

负碳技术是什么?一文看懂三大技术类型


  大多数人都认为全世界2050年要达到碳中和是不可能的。 我们之前文章说过,碳中和是指一段期间内「人为」造成的温室气体排放量与「人为」移除量相等、数量上达到正负平衡的一个情况。 当透过减少碳排放、移除碳排放量、以及使用减量额度等方式达成与标的物温室气体排放量相等时,即为碳中和。

负碳技术是什么?

负碳技术的原则就是要使这里的「移除」碳排放量,大于排放到大气中的人为额外碳排放量,才能算负排放行为(Greenhouse Gas Removal),否则顶多就是达到碳中和, 没有负碳效果。

三种负碳技术类型

  负碳技术(Negative Emissions Technologies, NET),比较精准的用词是负排放技术。 负碳技术百百种,简单理解有三种类型,一种是大自然的技术,两种是人类的技术。

类型一:用自然碳汇储存二氧化碳

  自然碳汇已经俨然成为负碳技术中的时尚精品。 几位绿色带路人私下开玩笑说,明明都是减相同的一吨碳,锅炉节能、照明设备更换,甚至太阳能、风力发电等再生能源竟然在市场都没有森林碳权有价值,大自然的负碳 技术能力估值只怕比独角兽企业还高! 在《三分钟带你看懂绿碳、蓝碳、黄碳》中,我们已经详细介绍这三种自然碳汇储存二氧化碳的方式,值得注意的是,这些储存都不是永久储存,以地球的时间尺度 来说,自然碳汇储存的二氧化碳终究会跑出来,只是以人类寿命长度来说,这储存时间对我们来说够用了。  

类型二:用科学技术储存二氧化碳

  也就是碳捕集及封存(Carbon Capture and Storage, CCS),逐字翻译CC是碳捕集,S是封存,总之就是用人为方式储存二氧化碳。 常听到的燃烧前、燃烧后、富氧燃烧、直接空气捕集等方式,只是会影响碳捕集的二氧化碳浓度、组成或捕集位置不同而已,如此排放行为经过这样移除人为额外碳排放量 ,顶多达到碳中和,但绝对称不上是负碳,碳捕集及封存要有负碳的效果,其实需要走这两种技术路线:

1. 直接空气捕集及封存技术(Direct Air Carbon Capture and Storage, DACCS)

既然森林、海洋、土壤是储存二氧化碳的天然仓库,那也可以动脑筋到空气上,空气中有16%左右的二氧化碳,可以透过技术将二氧化碳捕集下来并封存。 实际较常使用的碳捕集技术原理,不外乎先用液态的吸收剂吸收二氧化碳或用固态吸附剂吸附二氧化碳,然后再释放出高纯度的二氧化碳,或是使用薄膜技术,藉由不同气体穿 透膜的能力不同,进而分离出二氧化碳,最后再藉由加压的方式将分离出的二氧化碳强制灌到地下,使二氧化碳在地下岩层中逐渐矿化成岩石,达到长期贮存的目的。 当然,这些也都有可能因为地壳运动而再次释出。

2. 生质能整合碳捕集及封存技术(Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS)

为什么要特别把生质能算一类? 因为生质能电厂使用的原料就是前述吸收二氧化碳生长的生质物,燃烧会排放二氧化碳,但因这样先吸收、再排放二氧化碳的方式刚好相互抵消,虽不能减少大气中的二氧化碳,但也不会增加 二氧化碳,这时接着再将燃烧产生的二氧化碳捕集下来并封存,就是负碳了。

类型三:用产品或材料储存二氧化碳

  有自然碳汇,就会有人为碳汇,我们可以把二氧化碳储存在生命周期长的产品或材料的肚子里。 例如,不要把木材拿去烧,而是将木材制成家具、建材、建筑,木材的肚子就会继续贮存它生前储存的二氧化碳,符合碳储存于长生命周期产品的特征。

  这里很容易联想到碳捕集、利用及封存(Carbon Capture Utilization and Storage, CCUS)中的U利用,不过这两者并不相同。 CCUS中的U目前技术并不成熟,许多人认为的U利用,其实比较像循环经济,必须要能把二氧化碳直接拿来再利用做成可以使用很久的产品,才有机会算负碳技术。

  看完这篇文章我们得到了三个知识升级:

  1. 负碳技术的原则是要能让「移除」碳排放量大于排放到大气中的人为额外碳排放量,因此只要捕集二氧化碳的来源是化石燃料,就不可能成为负碳,顶多达到碳 中和
  2. 要达到负碳一定要连结生质物的种植与利用方式,否则就需要直接从大气中直接移除二氧化碳
  3. 负碳技术算前沿绿色科技,自然也缺少方法学,因此除了森林碳汇之外,很少看到负碳技术申请到碳权

  看完这篇文章相信可以帮助你脱离一知半解,不再靠着吸收碎片化的知识或资讯,片面解读碳中和。 邀请你注册登入成为绿学院用户,绿色产业最前沿的趋势、商机、人脉、资金一键抵达,也欢迎参加产业小聚,认识更多A咖!

(注)本文所使用的分类方式为欧盟最近正在推动的碳移除验证架构法案(EU Carbon Removal Certification Framework),本案仍有很多争议与问题待厘清,在可预见的未来,负碳技术的分类 甚至定义都将持续优化

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现在天气热到像是地球要把人类团灭似的,不晓得节能、绿能、碳交易等碳中和策略是否来得及,也许我们工程师应该从技术的角度提供解方?

2023/07/10

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