碳捕獲真能逆轉氣候危機?揭開LCA評估下CCUS的碳中和真相
在全球氣候協議的壓力下,碳捕獲、利用與封存技術被許多政府與企業視為實現淨零排放的關鍵解方。這項技術承諾能從工業排放源或大氣中直接捕獲二氧化碳,並將其永久封存於地質層中,甚至轉化為商業產品。然而,隨著生命週期評估方法的普及,越來越多的研究開始質疑CCUS是否真能達成「負碳排放」的宣稱。LCA透過量化技術從原料開採、設備製造、能源消耗到最終處置的全過程環境影響,揭露了隱藏在碳平衡帳目背後的能源代價與排放轉移問題。
台灣作為出口導向的經濟體,鋼鐵、石化與半導體產業的碳排壓力日益沉重。經濟部已將CCUS列入2050淨零轉型關鍵戰略,並規劃在台中港、高雄等地推動示範計畫。但若缺乏嚴謹的LCA把關,這些投資可能僅是將碳排放從煙囪轉移到供應鏈,甚至因捕獲過程的高能耗而產生更多間接排放。國際能源署的報告指出,部分CCUS專案的淨減碳效率可能低於50%,這意味著每捕獲一噸碳,可能在生命週期中額外產生超過半噸的碳成本。
更值得關注的是,許多CCUS計畫將捕獲的二氧化碳用於強化石油開採,這雖然創造了商業誘因,卻可能變相延續化石燃料的依賴。當封存的二氧化碳因地質活動或監測失靈而洩漏時,其氣候效益將瞬間歸零。台灣大學環境工程研究所的模擬顯示,若採用燃煤電廠結合CCUS的方案,其全生命週期的碳排強度仍可能高於再生能源系統的三倍以上。這些數據迫使我們必須追問:我們投資的是真正的氣候解方,還是昂貴的綠色幻影?
歐盟碳邊境調整機制即將上路,台灣產業的低碳轉型已沒有拖延空間。在CCUS的熱潮中,LCA提供了冷靜的科學透鏡,幫助我們區分行銷話術與真實減量。這不僅是技術選擇的問題,更是資源配置的戰略抉擇。當有限的資金與時間必須用在最有效的減碳途徑上,LCA評估就像一張地質探勘圖,標示出哪些CCUS應用真正通往碳中和深層,哪些只是表面上的綠色塗裝。
LCA如何揭穿CCUS的碳帳本魔術
生命週期評估就像為技術進行全身健康檢查,從搖籃到墳墓追蹤所有環境影響。在CCUS的案例中,LCA會計算捕獲設備製造所需的鋼鐵與混凝土碳排放、胺類吸收劑的生產能耗、壓縮與運輸二氧化碳的電力來源,乃至封存場址監測數十年所需的能源消耗。這些隱藏在系統邊界外的「範疇三排放」,往往佔總碳足跡的30%以上。
挪威的Sleipner封存計畫常被視為CCUS的成功典範,但LCA研究發現其淨減碳效益高度依賴北歐的低碳電網。若同樣技術移植到以燃煤為主的電網區域,減碳效率可能下降40%。台灣的電力碳排係數約每度0.5公斤,這意味著CCUS設施每消耗一度電,就間接產生半公斤碳排放。當捕獲一噸二氧化碳需要消耗300-400度電力時,其碳帳本可能僅勉強平衡。
更複雜的是時間尺度的考量。LCA必須處理「現在排放」與「未來減量」的等值化難題。CCUS將當前的碳排放延遲到數百年後封存,但氣候變遷的臨界點可能在本世紀中葉就會觸發。這種時間錯配在傳統LCA中難以完全呈現,卻可能讓CCUS的氣候效益被高估。台灣科技部的跨領域研究團隊正在開發動態LCA模型,試圖將碳封存的不確定性與時間價值納入評估框架。
台灣地質封存的現實挑戰與監測盲點
台灣位於環太平洋地震帶,地質活動頻繁,這為二氧化碳永久封存帶來獨特挑戰。經濟部中央地質調查所初步評估,台灣海峽的第三紀砂岩層可能具備封存潛力,但斷層分佈與地震風險仍需詳細調查。日本苫小牧CCUS示範計畫的經驗顯示,即使在地質穩定區域,注入的二氧化碳仍可能沿著未知的裂隙遷移,需要密集的微震監測與流體追蹤。
LCA評估必須納入封存失敗的風險係數。國際碳封存領導力論壇建議,至少需要千分之一的洩漏風險溢價。但台灣大學地質科學系的研究指出,在活動斷層附近,百年尺度的洩漏機率可能高達1-5%。這意味著每封存百萬噸二氧化碳,可能有數萬噸在百年內重返大氣。當企業以此申請碳權時,這些風險是否被充分揭露?
監測成本也是LCA常忽略的項目。美國能源部要求封存場址需進行至少50年的後期監測,包括定期井下取樣、地表氣體通量測量與衛星干涉雷達監測。這些成本在專案財務評估中可能被低估,卻佔生命週期環境足跡的重要部分。台灣若發展CCUS,必須建立獨立的地質封存管理局,制定比國際更嚴格的監測標準,才能確保「永久」封存的承諾不只是法律文件上的文字遊戲。
從LCA視角重新定義負碳技術的資格賽
負碳排放不應只是數學上的減法遊戲,而是物理上的淨移除。LCA提供了重新定義遊戲規則的框架:只有當技術的全生命週期碳移除量大於其產生的碳排放時,才能冠上「負碳」標籤。這看似簡單的定義,卻可能淘汰當前多數的CCUS提案。劍橋大學的最新研究顯示,若採用完整的LCA邊界,僅有不到20%的規劃中CCUS專案能達到淨負排放。
台灣環境部的產品碳足跡標準正在擴大到技術層級,未來CCUS專案可能需強制進行第三方LCA驗證。這將改變產業的減碳策略地圖:與其投資高成本的末端捕獲,不如優先改善製程效率或轉換能源來源。中鋼公司的實驗顯示,透過氫能煉鐵與電爐取代高爐,其生命週期減碳效益可能是CCUS的三倍,而成本僅一半。
真正的負碳技術典範可能不在工業煙囪,而在自然生態系。LCA比較研究發現,恢復沿海紅樹林與海草床的碳封存效益,其單位成本的碳移除量是工業CCUS的十倍以上,同時創造生物多樣性與海岸防護等共效益。台灣擁有豐富的藍碳生態系潛力,從嘉義鰲鼓濕地到屏東大鵬灣,這些自然解決方案在LCA的天平上展現出驚人的競爭力。當我們用完整的生命週期視野檢視所有選項,氣候行動的優先順序將出現革命性的重排。
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