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國際碳捕獲與封存技術新訊

2014/08/05 經濟部能源局 點閱人次: 426

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撰文/經濟部能源局 圖片提供/ Shell International Ltd.

碳捕獲與封存技術(Carbon Capture and Storage,簡稱CCS 技術)不但是國際能源總署所評估單一減量技術中貢獻比最大之技術,且全球各先進國家亦將 CCS 技術認定為未來重要產業而積極發展中,2013年11月份在美國所舉行之第5 屆碳封存領袖論壇(Carbon Sequestration Leadership Forum,簡稱CSLF)部長級會議中,亦再次重申 CCS 技術對於處理氣候變遷議題之重要性,同時提出加速全球CCS技術發展之行動方案。

根據全球碳捕獲與封存研究院(Global CCS Institute)統計,今(2014)年2月全球共有12個大型碳捕獲與封存計畫處於執行階段,9個計畫正處於建造階段,而尚有39個計畫仍處於發展階段。

北美—區域聯盟合作減碳

美國總統歐巴馬於今(2014)年6 月2 日宣布推動由美國環保署所提出之潔淨電力計畫(Clean Power Plan),期望在2030 年達成溫室氣體排放量較2005年基準降低百分之30 目標,美國各州需在2016年6月30日前提出電廠減排計畫,選項包括提昇化石燃料發電效率、逐步提昇低碳排放電廠比重、提高核能及再生能源比重、以及提高能源使用效率,或可選擇加入州或區域碳排放管制及交易計畫(Cap and trade)。在碳捕獲與封存之推動現況上,美國能源部主要致力於推動碳捕獲與封存技術未來商業運轉之準備,考量區域性地質、氣候、人口密度、基礎設施以及社經發展差異,能源部將美國分為7 大區域,以區域碳封存夥伴聯盟(Regional Carbon Sequestration Partnership)來進行二氧化碳減量相關計畫推動。區域碳封存夥伴聯盟已針對各區域找出可能的封存選項及潛在封存場址,並由小規模先導試驗逐步成長至大規模封存示範計畫,同時也針對商業運轉所牽涉之法規及基礎建設進行研究。

在前一階段小規模注儲試驗中,區域碳封存夥伴聯盟已經針對其地域內各種不同地層,以及沉積環境內二氧化碳注儲之行為及移棲模式進行研究,取得二氧化碳注儲率、封存潛能等關鍵數據。現階段區域夥伴聯盟之主要工作已進入大規模注儲試驗階段,其規劃注儲量多半超過1 百萬噸,目的則在於展示大型地質封存場址可安全、有效且經濟地將二氧化碳封存至地下達百年以上。以中西部地質封存聯盟(The Midwest Geological Sequestration Consortium's,簡稱MGSC)的Illinois Basin Decatur Project 為例,係為目前美國進展最快之大規模注儲示範計畫之一,預計以3 年時間將ADM 公司位於Decatur 酒精工廠所捕獲之二氧化碳注入到深2 千公尺之Mount Simon 砂岩層中,總量約1 百萬噸二氧化碳。

在產業動態部分,加拿大SaskPower 公司Boundary Dam 計畫,為全球燃煤電廠中首座裝配商業規模等級燃燒後二氧化碳捕獲技術,並整合封存及再利用的大型計畫,預計在今年9 月正式開展。而南方電力公司(Southern Company)Kemper County 計畫則是另一個目光焦點,該計畫是美國電力事業執行之首座大規模捕獲與地質封存整合示範計畫,採用氣化複循環發電技術(Integrated Gasification Combined Cycle,簡稱IGCC)。

亞洲—致力商業化運轉

亞洲各國中目前推動CCS 技術較為積極者,應屬韓國及日本,日本已整合業界力量成立日本CCS 株式會社(Japan CCS Company),並於日本北海道苫小牧進行碳捕獲與封存整合示範計畫之推動。苫小牧地質封存計畫與臺灣濱海地質封存之概念相同,規劃在濱海地區鑽鑿水平井,將二氧化碳儲存於離岸海床下,或是以海底管線將二氧化碳輸送至離岸後注入海床下。自2012 年至2015 年間,苫小牧地質封存計畫主要進行注儲準備工作,包括地上設施興建、注儲井鑽鑿、安全法規與標準之研究,以及基線資料之建立,並預計於2016 年開始每年注入超過10 萬噸的二氧化碳,實證日本地質封存之可行性,目的在2020 年後可以順利達成CCS 技術商業化運轉。

韓國政府則對CCUS(Carbon Capture, Use and Storage)技術做出投資承諾,在捕獲技術已進展至10 百萬瓦(MW)規模之二氧化碳捕獲試驗廠,封存技術則亦正進行場址潛能評估及調查。2011 年成立之韓國CCS 研發中心(Korea CCS R&D Center),甫與澳洲CO2CRC 及德國GFZ 簽訂合作備忘錄,希針對發電業及其他產業之二氧化碳捕獲技術及離岸地質封存技術進行共同研發,並著重於推動相關知識分享以及相關訓練課程,達到經驗與知識之交流及傳承。此外,韓國亦積極探尋將二氧化碳出口進行油氣增量生產之可行性,希望能結合天然氣運輸網路,提昇二氧化碳捕獲之經濟可行性。

歐洲—朝實用化邁進

相較於北美之快速步伐,歐洲腳步相對放緩,英國新近發布2 大計畫,其一為位於東約克夏之白玫瑰碳捕獲與封存(White Rose Carbon Capture and Storage)計畫,該計畫預計可從歐盟獲得約2.5 至3 億歐元經費援助,規劃興建1 座450 百萬瓦富氧燃燒電廠,所產生之高濃度二氧化碳將以管線輸送至北海進行封存。其二則為Peterhead 計畫,將是全球首座天然氣發電廠裝設二氧化碳捕獲設備並進行地質封存之計畫,前述2 個計畫目前已取得英國政府資助,預計以2 年時間完成前端工程設計(Front End Engineering Design),試圖朝後續實用化邁進。

2014 年對於碳捕獲與封存技術而言,仍屬蓄勢待發年。北美大型整合計畫之成功與否,將影響燃燒後捕獲技術與氣化複循環發電技術是否能夠實用化及產業化之關鍵。在亞洲部分,日本在地質封存技術示範上已搶占先機,而韓國捕獲技術之大型化發展亦值得關注。在歐洲部分,過去幾年之技術發展已奠定豐厚基礎,以英國為首之大型示範計畫,若能順利推展至實用階段,除可創造北海陸海域封存機會外,亦可帶動歐洲其他國家落實相關技術。


關鍵字:碳捕獲與封存技術,潔淨電力計畫,二氧化碳

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