碳捕集與封存技術（Carbon Capture and Storage，CCS）長期被部份環保人士質疑只會間接鼓勵使用化石燃料，拖慢減排，然而，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）最新報告表示，光靠減排已不足以達成控制全球升溫的目標，清除二氧化碳技術必不可少。與此同時，這項技術經過多年小規模試驗後，開始得到更多政府和企業青睞，未來它可否克服成本障礙，成為解決氣候問題的手段？

IPCC上月初發表的報告再次提醒，要應對全球暖化氣候危機，有必要移除已經排放到大氣中的二氧化碳。報告指出，在未來二十年，溫室氣體很可能會令全球氣溫比前工業化時代至少高攝氏1.5˚C，令熱浪、洪水、乾旱等情況更常見和更趨嚴重。屆時，除碳將成為調整氣候至更安全狀態的唯一途徑。

若以報告中最樂觀的預測模型，把氣溫上升幅度限制在1.5˚C，需要假設全球有辦法在本世紀中葉之前每年移除約50億噸二氧化碳，並到2100年移除170億噸二氧化碳。對於這份報告，美國哥倫比亞大學全球能源政策中心的高級研究學者Julio Friedmann認為訊息已很明顯：「如果不清除二氧化碳，就無法達到1.5˚C的目標。這只是數學計算……IPCC指出，若我們失敗，僅靠傳統的減排措施並不足夠。當其他方法都失敗時，人為方式去除二氧化碳就是唯一選項。」

不再非此即彼

除碳或碳移除（carbon removal）方法有很多種，有些是自然的，例如大規模植樹造林。有些牽涉更多人工技術，上述模型中假設的主要除碳方法，例如生物能源與碳捕獲和儲存（Bio-energy with carbon capture and storage，BECCS）是其中之一，其做法是種植植物，燃燒或發酵以產生能源，再把過程中產生的二氧化碳捕獲及封存。以上兩種方法的挑戰在於需要大量用地用水，與農作物種植、自然棲息地甚至人類社會競爭土地。

近年較受注視的除碳技術是「直接空氣捕集」（Direct air capture，DAC），即去除在大氣中積聚的過量二氧化碳。以瑞士DAC公司Climeworks預計本月8日在冰島揭幕的設施Orca為例，它由八個「收集器」組成，每個裝有12對大風扇抽入空氣，收集器內的固態吸附劑可捕集空氣中的二氧化碳。吸附劑吸滿後，風扇會關上，收集器加熱，釋放其中的二氧化碳。這個過程所需的能源，來自Orca設施附近的地熱能。

這些二氧化碳將透過喉管運送到附近的處理設施，與水混合再泵到地底深處。它們會與地底玄武岩反應礦化，從此封存於地底。Climeworks聲稱，當Orca全天候運行，每年將可從大氣去除多達4,000公噸二氧化碳。加拿大DAC業者Carbon Engineering的裝置和方法也類似，主要分別在於它使用液態的吸附劑，以及捕集後的化學處理方式不同。捕集得來的二氧化碳，可以作為原料製成各式各樣的產品，例如合成燃料、氣泡水等。

毫無疑問，應對氣候變化最根本的方法是減排。之所以需要用CCS，因為某些行業例如航空、水泥、鋼鐵等，太難快速脫碳。對於這類行業，美國能源部化石能源及碳管理辦公室幕僚長Shuchi Talati認為，「CCS是唯一選擇」。

碳捕集並非新技術。幾十年前，石油和天然氣公司不得不設法從產品中提取二氧化碳，因而開發相關技術。此外，這些公司還發現，若把二氧化碳泵入枯竭的油田，能夠從中挖取更多石油。在上世紀七十年代，雪佛龍（Chevron）已率先將這兩種技術結合，從天然氣處理廠透過喉管運輸二氧化碳泵入舊油田。這種做法稱為提高原油採收率（Enhanced Oil Recovery，EOR），是DAC業者的收入來源之一，也是這環保技術爭議之處，因為這變相間接鼓勵繼續使用化石燃料，從嚴格減排和轉型再生能源中分散了注意。所以碳捕集一直被一些政客和環保人士批評是氣候危機的「錯誤解決方法」。

誠然，這種尚待普及的新技術曾被各行各業炒作成簡單、容易大規模實現「碳中和」。2009年有份創立Carbon Engineering的美國哈佛大學氣候科學家David Keith坦言：「這個話題變得如此引人注目，很多人湧入來，其中很多都是胡說八道。」

本年7月，逾500個團體及環保組織聯署信件致拜登政府，聲明碳捕集並非氣候危機解決方法。350.org是其中一個有份簽署的組織，其美國通訊主管Thanu Yakupitiyage表示，在IPCC報告發表後其立場也沒有改變：「拜登政府和其他世界領導人通常從碳捕集和其他錯誤的解決方法開始着手，而要應對氣候危機，我們首先必須將石油和煤炭留在地底。這是優先次序的問題。」

另一派認為，IPCC是次報告再次表明了除碳在科學和現實上有其必要。支持除碳的組織Carbon 180共同創辦人Noah Deich希望，IPCC的報告可以終結這種「非此即彼」的爭論：「我們已經沒有時間選擇較佳的方法，需要使用我們手頭上所有能用的工具。」美國大學碳移除法律及政策研究所的研究員Michael Thompson也同意：「除碳必須成為未來真正重要的任務之一，我真心希望這份報告能夠有助結束這種爭拗。」Friedmann將大氣中的碳濃度比喻為一艘水上的船，除碳技術提供了一種安全逃生的方法。他說IPCC在下年3月發表的報告將告訴我們「需要10艘還是50 艘救生艇……現在知道的是，我們需要救生艇。」

何況，DAC業者未來也未必再需要與化石燃料商合作。Carbon Engineering行政總裁Steve Oldhan過去曾解釋，在CCS成本有待降低下，當初無可選擇；待除碳技術進步成本下降和市場普及後，EOR就不是必需。Oldhan的公司正與環保開發商Storegga合作在蘇格蘭東北部興建DAC廠，預計2026年正式運作。Storegga技術總監Alan James透露，該設施不會用作EOR。也有些業者如Climeworks，從不支持和參與EOR。

步入工程運作

隨着氣候科學家愈來愈肯定除碳的需要，各國政府最近愈見支持CCS發展。在走得最前、擁有最多CCS設施的美國，早於2018年已把名為45Q的稅收抵免法例，修訂涵蓋CCS技術，以鼓勵投資研發。使用CCS技術的公司，捕集每公噸二氧化碳可抵免12至32美元，因封存方式和用途而異。

除碳最近也得到美國政界支持。能源部在6月取得1,200萬美元撥款用於DAC研究；在參議院上月初通過的基建法案中，再有85.8億美元撥款予CCS基建。當中主要提供資助和貸款興建運輸捕集得來二氧化碳的喉管網絡，以及在未來五年開發「商用大規模」封存項目；另外設立資助予州、地方政府購買以碳捕集製成的產品如水泥、塑膠等。

同時，私營部門的推動也有助新興DAC公司發展，很多對實現碳中和或碳負排放感興趣的科技公司如軟件巨頭微軟（Microsoft）、支付商Stripe、電商平台Shopify等，都已經投資到Climeworks或Carbon Engineering。

Climeworks在冰島的新DAC設施Orca，或者Carbon Engineering在蘇格蘭預計落成後會是歐洲最大型DAC的新廠，其意義在於它代表一種可能性，DAC和CCS或許正開始走向商業業務。Carbon Engineering行政總裁Steve Oldham認為：「我們已經離開了學術研究，現在進入了工程階段。」

美國以外，據智庫全球碳捕集與封存研究院（Global CCS Insitute）統計，歐洲現有13個運作中或處於不同開發階段的商業CCS設施，其中英國佔7個；歐洲預計有至少11個商業項目在2030年前投入營運。

在其他地方，據國際能源署（IEA）指出，CCS技術也有冒起之勢，近年在全球重新引起興趣和注視。據IEA統計，自2017年以來，已經有超過30個新的綜合CCUS設施計劃。雖然，現時絕大多數設施位於美國和歐洲，但澳洲、中國、韓國、中東、新西蘭等也陸續展開。

其中，全球碳捕集與封存研究院發現，亞太地區是部署CCS的新興動力來源。澳洲已有多個項目在去年進入不同開發階段；新加坡在去年4月發表低排放發展戰略中，認可CCS在實現該國氣候目標中具備巨大潛力；馬來西亞正審議建立高二氧化碳氣田開發的監管框架；日本在去年1月的《環境創新戰略》中納入CCS。

而在中國，中海油上月底在南海開展了國內首個海上CCS項目。其深圳分公司副總經理及總工程師張偉稱，項目預計每年可封存30萬噸二氧化碳，累計超過146萬噸，相當於植樹近1,400萬棵，或減少近100萬輛汽車。

成本尚待下降

然而，DAC或碳捕集與封存最終可否降低成本，仍是未知之數。以Climeworks為例，它在2019年透露，成本為每公噸二氧化碳500至600美元。成本高的部份原因在於興建工廠。Beutter透露：「示範設施的成本也要六位數美元，而我們目前正在建造那種規模的工廠需要數百萬美元。」Oldham也坦言，仍未知道蘇格蘭的設施可以降到什麼成本。美國能源部化石燃料及碳管理辦公室首席助理秘書Jennifer Wilcox也不確定：「現在已經有兩間公司隨時準備好運作。但問題是，它們如何從捕集數千噸二氧化碳，增加到數百萬噸？」

美國亞利桑那州立大學的負碳排放中心學者Habib Azarabadi 和Klaus Lackner在本年5月底發表的論文中估算，DAC要達至經濟上可行，需要把成本降至每公噸100 美元。屆時，DAC可能會成為合乎成本效益的方式，解決10%至20%難以消除或消除成本太高的排放。他們發現，若要邁向100美元門檻，需要建造大量DAC設施。該研究估計，DAC行業需要增長逾300倍才能實現每噸100美元成本。

Wilcox補充，可以從這種技術在物理和熱力學上的限制，粗略推斷潛在成本下限。她推測，科學上的限制可能令Climeworks或Carbon Engineering工廠難以將每噸除碳成本降至100美元以下。不論未來工程師如何努力，使用更便宜的材料和工業化的組裝線來降低開支，可能仍然無法改善。由Carbon Engineering科學家在2018年撰寫的行業分析，也有類似預測：DAC的最終成本範圍在每噸94至232美元之間。Oldham認為要實際落手嘗試才知道：「我們有信心成本將繼續下降，但前提是我們要開始應用，否則成本就永遠不會下降。」

有些人也寄望，CCS可以像其他環保技術一樣日漸成熟而降低成本。Deich認為CCS現時的狀態，好比IPCC在約三十年前對太陽能和風能技術的評估：「早在1990 年，報告就告訴我們，太陽能和風能還沒有準備好取代化石燃料經濟。但是如果我們當年真的開始投資這些技術，並開始限制化石燃料擴張，我們本來應該可以更快地擴展這些解決方案，到今天的情況就不會那麼惡劣。這跟我們今天聽到有關除碳是一樣的。幸運的是，我們仍然有時間，只是時間也不是那麼多。」

要平衡CCS在除碳的潛力和可能拖延減排的風險，也不是毫無辦法。有些人認為，各國政府應該制訂獨立的環保目標，確保除碳不計入減排目標之中。英國蘭卡斯特大學環境中心研究員Duncan McLaren及其他學者2019年在期刊《Frontiers in Climate》中指出：「區分這些目標的失敗既窒礙氣候政策，亦誇大氣候模型中負排放的未來貢獻，同時也模糊了實現負排放所需投資的程度和速度。」

瑞典是其中正面的例子，設定了到2045年將排放量比1990年水平減少至少85%的目標，然後主要依賴碳移除來把其餘的排放量降至淨零。歐盟在草擬的《歐洲氣候法》中包含了類似的條款，在訂下了2030年把溫室氣體減排至1990年水平55%的目標下，限制了除碳技術的貢獻只能最多佔2.25億噸二氧化碳當量（carbon dioxide equivalent，CO2e，測量碳足跡的單位），亦即大概只佔這減排目標大約2%。

在未來十年，美國史丹福大學能源工程教授Sally Benson認為，我們應該持續進行一些可行的措施，例如電網潔淨化、轉型電動車、供暖脫碳等，同時大幅增加除碳技術的研發投資，觀察這技術對環保可以起到什麼作用。微軟的環境總監Lucas Joppa提醒，需要管理期望：「如果計一計數，就知道必需要以最大規模應用所有除碳的可能。這是我們實現社會整體氣候目標的唯一途徑。DAC將是我們實現淨零碳經濟的重要一部份，但在此之前，它還有很多工程上的挑戰，我們需要對此保持清醒。否則，在2050年前，會有很多希望破滅和目標落空。」