張仁耀 / 台灣中油股份有限公司煉製研究所
在全球減少CO2排放的共識下，台灣為善盡國際責任，積極規劃並擬定我國減碳目標，蔡英文總統已於2021年4月22日宣示淨零轉型的國家目標，行政院環境保護署並在2021年8月提修正草案，更名為《氣候變遷因應法》。為共同承擔全球目標，將2050淨零排放入法，以引領未來中長期因應衝擊之氣候行動。國內煉化業目前研擬之減碳方案包括：①既有製程之節能減碳；②CCUS技術的應用；③推動能源轉型；④煉化結構的調整；⑤碳中和交易；⑥加強研發能力及產學合作；⑦進行異業聯盟。其中CCUS技術被視為減碳之直接手段，但目前製程商業化實績不多，且多數再利用製程需藉由氫化進行，受限氫氣的來源及產量，也成為應用CCUS技術的瓶頸。煉油石化產業為國內產業發展基石，亦是排碳大戶，因應國際減碳的需求，必須積極採用各項可行策略，無論二氧化碳捕獲再利用或是封存，以及氫氣取得規劃，皆須及早投入資源，以達到國際社會及政府期待的碳中和目標。
【內文精選】
煉化業減碳目標及壓力
在製造業中，石化業與鋼鐵業皆屬高耗能及高碳排產業，根據國際能源署(International Energy Agency; IEA) 2017年報告指出，2014年全球石化業與鋼鐵業每年總排放34億噸CO2，占製造業部門CO2(直接排放量)的41%，其中石化業又以28%(42.5 EJ)高於鋼鐵業的23% (35.6 EJ)。 因此，對於石化業的減碳作為，不僅成為各國政府管制的重點目標，國際財務投資機構近年亦將其氣候風險與減碳表現列為投資評估標準之一。
至於國內的情況，從環保署2019年溫室氣體盤查資料來看，前十大排碳企業占了全台灣整體碳排放的40%，其中台灣煉化業龍頭—台塑石化和台灣中油公司均榜上有名，減碳的壓力不言可喻。
對於身為國營事業的台灣中油公司來說，響應國家減碳政策與因應全球氣候風險趨勢為必然之要，不僅確立2050淨零目標，也設定減碳、優油、潔能等三大執行策略(圖一)。未來將投資百億元更新老舊製程，以高效能、低排碳之新製程，補足國內石化原料缺口，進行降低燃油轉向高值化石化品為主的煉化轉型，發展CCUS碳捕捉封存與再利用等減碳技術，更同時擴展氫能、地熱等多元能源供應，逐步達成淨零目標。
圖一、台灣中油公司淨零轉型策略方案
目前研擬之減碳方案
2. CCUS技術的應用
二氧化碳捕獲、再利用與儲存(CarbonCapture, Utilization and Storage; CCUS)，普遍被認為是有效的溫室氣體減量的潛力方案之一，透過分離、收集、儲存與再利用各種方法，減少CO2排放到大氣中。根據IEA 2019年的預估，2060年時CCUS是工業減碳的主要方法，CO2捕獲量可達14 Gt- CO2，占總減排量的38%。
而中油合資之卡達甲醇工廠亦採用此製程技術，每日可回收500噸二氧化碳用以生產甲醇。不過即使已有年捕獲約150萬噸CO2的商業製程可操作運行，其CO2回收技術的成本仍偏高，以致難以大量推廣應用，因此如何讓收集成本低於未來課徵碳稅的價格，以提升企業團體投入意願，開發更具有競爭性和經濟價值的捕獲/純化收集技術，成為重要的研發重點。
3. 推動能源轉型
台灣中油在電池產業的發展，於電池材料布局方面，所開發之軟碳及鈦酸鋰等負極材料已進行廠商驗證，並獲正面評價，已投資興建電池負極材料軟碳及鈦酸鋰示範級試量產工場，預估將分別於2025年、2023年商轉。除研發電池材料，台灣中油也進一步對電池技術進行開發，並著眼儲能商機，布局智慧綠能加油站。透過研發單位對天然氣與電池等綠能技術研究，逐漸將研發重點從石化能源延伸到綠色能源，藉由「智慧綠能加油站」作為研究成果驗證場域，以規劃未來低碳模式應用方向。
6. 加強研發能力及產學合作
台灣中油公司長期以來一直積極推動產學合作，透過外界研發能量促動成長，近期除持續與台大、中央、成大等學校及工研院、金屬中心等法人機構進行合作外，並於煉製研究所成立「先進觸媒中心」。先進觸媒中心規劃以「減碳經濟」、「節能環保」及「綠色產品」為三大研發主軸(圖三)。「減碳經濟」階段目標為開發二氧化碳氫化產製甲醇觸媒；「節能環保」階段目標為開發用於發電、煉鋼、石化廠之高效率去除氮氧化物排放之觸媒；「綠色產品」階段目標則為利用氫化技術開發高價值綠色油品 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖三、台灣中油公司先進觸媒中心研發重點
★本文節錄自《工業材料雜誌》426期，更多資料請見下方附檔。