碳權市場新焦點,岩石風化促進技術以自然力量實現碳長期固定

 

刊登日期:2026/3/16
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材網編輯室
 
【前言】
在地球暖化日益嚴峻且已成全球迫切課題之際,可主動去除大氣中二氧化碳的「負排放技術(Negative Emissions Technologies)」備受期待。其中一項受到矚目的即為透過人工方式加速岩石自然風化過程,進而固定二氧化碳的「岩石風化促進(Enhanced Rock Weathering; ERW)」技術。由於具有高發展潛力,包括Google、Microsoft等國際企業,皆已將其視為具體投資標的,透過購買二氧化碳去除量的方式予以支持,期藉以實現碳中和目標。
 
【內文精選】
岩石風化促進的基本機制
「岩石風化促進」屬於碳移除技術(Carbon Dioxide Removal; CDR),亦為負排放技術的一環。CDR主要分為兩大類:第一類利用植物的光合作用,例如森林或「藍碳(海洋生態系統吸收二氧化碳)」,將二氧化碳從大氣中吸收並儲存,並嘗試透過各種方式加速此一過程。
 
第二類則是利用化學反應的方式,包括「可自發進行的反應」與「需要外部能源驅動的反應」兩種。其中最具代表性的是直接空氣捕獲(Direct Air Capture; DAC)。DAC能選擇性回收二氧化碳,但在從吸收材料中分離並再利用二氧化碳的過程中須消耗大量能源。由於回收的二氧化碳透過地下封存等方式進行隔離,亦稱之為「直接空氣捕獲與碳封存(Direct Air Capture with Carbon Storage; DACCS)」。
 
與此相比,岩石風化促進技術的特徵在於同樣利用化學反應,但能自發性地進行,並將二氧化碳穩定固定為碳酸鹽類(碳酸鎂或碳酸鈣,或含有這些物質的矽酸鹽或氧化鋁)。將二氧化碳再轉換為燃料(例如合成甲烷)等反應需要額外能源,且能量效益有限,而岩石風化促進則有所不同,其反應生成之碳酸鹽的吉布斯自由能為-1,000 kJ/mol以上,甚至低於二氧化碳(-394 kJ/mol),促使反應可自發地進行,無須投入額外能量。相對於DAC的能源耗用,此項特徵即為岩石風化促進技術的最大優勢。
 
DAC與岩石風化促進的比較
DAC技術雖然能選擇性回收二氧化碳,但其吸收材料的再生或二氧化碳分離封存過程耗能龐大,因此成本往往較高。而岩石風化促進技術利用自然的化學反應,能量消耗少,實施成本也相對較低(表一)。目前DAC已有商業化應用,但規模擴大需要鉅額投資;岩石風化促進技術尚處於實證試驗階段,但理論上具備廣範圍的應用潛力,並能實現長期二氧化碳固定化(表二)。以結論而言:DAC具有高精度二氧化碳回收能力,但成本高、耗能大。岩石風化促進技術低成本、長期固定效果佳,但需要土地與礦物資源。而兩者皆能對「碳負排放」有所貢獻,可視用途與成本條件進行選擇。
 
▼表一、DAC與ERW成本面比較
表一、DAC與ERW成本面比較
 
表二、DAC與ERW實用性比較
表二、DAC與ERW實用性比較
 
岩石粉碎撒佈的效果與挑戰
岩石風化促進技術主要透過將岩石粉碎後撒佈於農地等場域,以加快反應速率。例如1噸岩石最終能固定約相當於其自體重量一半的二氧化碳,但岩石的二氧化碳封存潛力則因岩石類型而異,自然進程需數百年至數萬年,速度過慢。因此須透過粉碎增加表面積以加快反應。
目前日本在推廣一種利用碎石產業產生之「粉塵」(產業廢棄物)的方法---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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