· 綠建築簡報編輯部 · 碳排放與碳管理 · 9 分鐘閱讀
碳捕捉與封存（CCUS）是什麼？建築業用得到嗎？
CCUS 是把排放出來的 CO2 抓住、再利用或埋到地底下。水泥業和鋼鐵業最需要它，但成本和爭議也不少。
CCUS 是什麼？一句話說明
CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage，碳捕捉、利用與封存） 是一套將二氧化碳從排放源或大氣中「抓住」，然後加以利用或永久封存的技術。
你可以把 CCUS 想成空氣的「吸塵器」：把已經排出去的 CO2 吸回來，要嘛拿去做有用的東西（再利用），要嘛塞進地底下鎖起來（封存），不讓它繼續在大氣中搗亂。
CCS、CCU、CCUS：這三個有什麼不同？
| 縮寫 | 全稱 | 中文 | 說明 |
|---|---|---|---|
| CCS | Carbon Capture and Storage | 碳捕捉與封存 | 把 CO2 抓住後永久埋入地下 |
| CCU | Carbon Capture and Utilization | 碳捕捉與利用 | 把 CO2 抓住後轉化為產品 |
| CCUS | Carbon Capture, Utilization and Storage | 碳捕捉、利用與封存 | CCS + CCU 的統稱 |
簡單記：
- CCS = 抓住 + 埋掉
- CCU = 抓住 + 利用
- CCUS = 以上全部
碳捕捉的三種技術路線
| 技術路線 | 原理 | 優點 | 缺點 | 成熟度 |
|---|---|---|---|---|
| 燃燒後捕捉 | 用胺液從排放煙氣中分離 CO2 | 可加裝在現有設備 | 能耗高，降低效率 15-30% | 最成熟 |
| 燃燒前捕捉 | 燃燒前去除碳，產生氫氣 | CO2 濃度高，捕捉效率好 | 需全新製程設計 | 中等 |
| 富氧燃燒 | 用純氧燃燒，廢氣幾乎全是 CO2 | CO2 純度極高（95%+） | 需製氧設備，成本高 | 中等 |
直接空氣捕捉（DAC）：從空氣中直接抓碳
DAC（Direct Air Capture，直接空氣捕捉） 是一種更前瞻的技術，不是從工廠煙囪抓碳，而是直接從大氣中抓取 CO2。
| 比較項目 | 傳統碳捕捉（點源） | 直接空氣捕捉（DAC） |
|---|---|---|
| CO2 來源 | 工廠排放的煙氣（濃度 4-30%） | 大氣（濃度僅 0.042%） |
| 設置地點 | 必須在排放源旁邊 | 任何地方都可以 |
| 捕捉成本 | 30-120 美元/噸 CO2 | 250-600 美元/噸 CO2 |
| 商業化程度 | 已商業運轉 | 剛開始商業化 |
全球最大的 DAC 設施是冰島的 Orca（Climeworks 公司，2021 年啟用），每年可捕捉 4,000 噸 CO2。2024 年啟用的 Mammoth 則將產能提升至每年 36,000 噸。
DAC 的夢想很美好，但現階段成本仍是最大挑戰。
CCUS 在水泥業的應用
水泥業是 CCUS 最迫切的應用場景，原因在於：
水泥的碳排來源特殊
水泥生產約 60% 的 CO2 來自石灰石（CaCO3）的化學分解反應：
CaCO3 → CaO + CO2
這是化學反應本身產生的碳排，不是燒燃料造成的，因此無法透過改用再生能源來解決。CCUS 是少數能處理這種「製程排放」的技術。
水泥業 CCUS 案例
| 案例 | 地點 | 技術 | 規模 |
|---|---|---|---|
| LEILAC 計畫 | 比利時 | 直接分離技術 | 每年捕捉 10 萬噸 |
| Brevik CCS | 挪威 | 胺液吸收 | 每年捕捉 40 萬噸，全球首座水泥廠全規模 CCS |
| 台泥 CCUS 示範計畫 | 台灣花蓮 | 微藻固碳 + 礦化利用 | 示範階段 |
挪威海德堡材料公司（Heidelberg Materials）的 Brevik CCS 計畫 是全球水泥業最受矚目的碳捕捉案例，預計 2025 年底全面商轉。
CO2 捕捉之後怎麼辦？利用 vs 封存
碳利用（Utilization）
把捕捉到的 CO2 轉化為有價值的產品：
| 用途 | 說明 | 與建築業的關聯 |
|---|---|---|
| 碳礦化 | CO2 與礦物反應生成碳酸鹽 | 可製成建材（如 CarbonCure 技術注入混凝土） |
| 合成燃料 | CO2 + 氫氣 → 甲醇或合成柴油 | 可用於工地機具 |
| 碳纖維 | CO2 轉化為碳纖維材料 | 可用於建築結構補強 |
| 養殖藻類 | CO2 用於微藻生長 | 台泥花蓮廠的示範應用 |
| 食品工業 | CO2 用於碳酸飲料、乾冰 | 非建築相關 |
碳封存（Storage）
將 CO2 壓縮為液態後注入地下岩層永久儲存：
- 枯竭油氣田：利用已開採完的油氣田空間
- 深層鹹水層：最大的潛在儲存空間
- 玄武岩礦化：CO2 與玄武岩反應形成固態碳酸鹽（冰島 CarbFix 計畫）
全球地質封存潛力估計超過 數兆噸 CO2，理論上足以應對需求。
CCUS 的成本與爭議
成本挑戰
| 技術 | 每噸 CO2 成本（美元） | 說明 |
|---|---|---|
| 水泥廠碳捕捉 | 60-120 | 濃度較高，捕捉效率較好 |
| 電廠碳捕捉 | 40-80 | 技術最成熟 |
| 鋼鐵廠碳捕捉 | 50-100 | 依製程而異 |
| 直接空氣捕捉（DAC） | 250-600 | 成本最高但潛力最大 |
相比之下，目前歐盟碳價約 60-80 歐元/噸，只有部分 CCUS 技術在經濟上具有競爭力。
主要爭議
- 「洗碳」疑慮：批評者認為 CCUS 給化石燃料產業一個繼續排放的藉口，延緩真正的能源轉型
- 封存安全性：CO2 是否會從地下洩漏？長期監測誰負責？
- 能源懲罰：碳捕捉設備本身需要消耗大量能源，降低整體效率
- 規模不足：全球現有 CCUS 設施每年僅捕捉約 4,500 萬噸 CO2，遠低於所需的數十億噸
- 成本偏高：多數應用場景仍需政策補貼才能運轉
CCUS 對建築業的實際意義
短期（現在 - 2030 年）
- 建材價格影響：水泥和鋼鐵加裝碳捕捉設備的成本，會反映在建材價格上
- 碳礦化建材出現：如 CarbonCure 的低碳混凝土已在北美超過 800 個專案使用
- 碳足跡數據改善：使用 CCUS 技術的建材，EPD 數據會顯著降低
中長期（2030 - 2050 年）
- 低碳水泥成為主流：結合 CCUS 與替代燃料、替代原料，水泥碳排可降低 80%+
- 負碳建材出現：碳礦化技術成熟後，部分建材可能達到「淨負碳排」
- DAC 建材：從空氣中捕捉的 CO2 製成建材，實現真正的碳移除
為什麼跟你有關？
CCUS 聽起來很科幻，但它正在進入我們的生活：
- 你家的水泥：未來的水泥可能是用 CCUS 技術製造的低碳水泥
- 你踩的人行道：碳礦化混凝土已經在部分城市的公共建設中使用
- 你繳的碳費：CCUS 成本最終會反映在建材價格和碳費制度中
- 你的地球：如果水泥和鋼鐵業無法利用 CCUS 減碳，1.5°C 目標幾乎不可能達成
CCUS 不是萬靈丹，但對水泥和鋼鐵這些「難以減碳」的產業來說，它可能是不可或缺的拼圖。關鍵是：我們不能把 CCUS 當成繼續大量排碳的藉口，而是要把它和節能、再生能源搭配使用。
資料來源
- IEA — CCUS in Clean Energy Transitions
- Global CCS Institute — Global Status of CCS 2024
- Climeworks — Direct Air Capture
- CarbonCure Technologies
- Heidelberg Materials — Brevik CCS Project
- 台灣水泥 — 永續發展報告
延伸閱讀
碳中和與淨零排放的概念差異，#49 做了清楚對比。低碳水泥如何應用碳捕捉技術，#40 有具體案例。SBTi 如何看待碳捕捉在減碳路徑中的角色，#55 有說明。2050 年綠建築願景中碳捕捉的定位，#102 做了前瞻性的討論。
