從德國減碳看台灣
為了跟上政府訂下的減排目標,同時回應街頭上越來越高張的不滿和控訴,德國的大企業也已陸續採取行動。而在台灣,2020年的減排目標卻恐將跳票……
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德國直擊》加速減碳成企業首要任務!水泥、鋼鐵業如何撕下「排碳大戶」標籤?

雖然用再生能源取代燃煤發電已是趨勢,但像水泥、鋼鐵、化學等重工業,生產過程中仍會排放二氧化碳。圖為薩爾斯吉特鋼鐵集團(Salzgitter)高爐。(尹俞歡攝)

雖然用再生能源取代燃煤發電已是趨勢,但像水泥、鋼鐵、化學等重工業,生產過程中仍會排放二氧化碳。圖為薩爾斯吉特鋼鐵集團(Salzgitter)高爐。(尹俞歡攝)

熱浪、冰川融化、超強颱風,溫室效應越來越明顯。加速減碳,已經成為政府及企業的首要任務。

工業是溫室氣體的主要排放源之一。在製造大國德國,工業部門排放溫室氣體佔全國的4分之1,讓企業經常成為箭靶

雖然用再生能源取代燃煤發電已是趨勢,但像水泥、鋼鐵、化學等重工業,生產過程中仍會排放二氧化碳。倡議組織「能源轉型委員會」(Energy Transition Commission)即點出,相較於發電可以改用再生能源,重工業的減碳難題還包括製程改善成本高、設備更新期程長;且重工業為減碳增加生產成本,還容易影響終端消費性產品價格。

儘管難,產業卻已意識到減碳是不得不面對的課題。去年立場一向保守的德國產業遊說團體BDI,即首度發布深度減碳報告,指出對抗氣候變遷長期能對經濟有益,而德國企業更有望在具野心的氣候保護計畫下受益。

全球青年學子選在聯合國氣候變遷行動峰會召開前,響應「全球氣候遊行」。(美聯社)
全球青年學子響應「全球氣候遊行」。(資料照,美聯社)

為了跟上政府訂下的2050年至少減排8成目標,同時回應街頭上越來越高張的不滿和控訴,德國的大企業,也已陸續採取行動。在全球氣候變遷抗爭最劇的9月,我們來到德國中部,和德國鋼鐵、水泥業者面對面,了解他們如何試圖撕下「排碳大戶」的罪惡標籤。

(延伸閱讀:德國現場》年營收600億歐元的化工集團 、生產重鎮,9成「廢棄物」竟都可再利用!

薩爾斯吉特鋼鐵改寫製程 以氫取代煤焦做「直接還原鐵」

位在德國中部的薩爾斯吉特鋼鐵集團(Salzgitter),是歐洲最大的鋼鐵廠之一,全集團有超過100個子公司,供應包括汽車工業、食品業、營建業所需的鋼材原料,2018年營收達93億歐元。

但薩爾斯吉特也是碳排大戶,全集團的年排放量達800萬噸、佔德國全國1%。排放量之所以驚人,是因高爐煉鋼過程中,必須在高溫下加入煤焦作為還原劑、從鐵礦中煉出生鐵;要進一步純化成鋼,則還要再加入氧氣與碳反應。製程牽涉氧化還原,會釋出大量二氧化碳。

面對無可避免的碳排放,薩爾斯吉特決定直接改寫製程。這項名為「SALCOS」的低碳煉鋼計畫,計畫以氫取代煤焦作為還原劑、產出直接還原鐵(direct reduced iron)。過程中少了煤焦這個還原劑,二氧化碳產量大幅減低。

SALCOS計畫主管亞利山大.瑞德努斯(Alexander Redenius)說,透過天然氣、或再生能源電解製氫,加上以綠電驅動電弧爐製鋼,則整套新製程至2050年預計可削減85%的碳排放量。此外,由於直接還原鐵可保存期較長,操作者還可以選在再生能源量大、製氫量多時生產,成為化學儲能方式之一。

目前薩爾斯吉特已投入13億歐元進行第一階段的製氫及設備改善計畫,而未來如何透過風力發電大規模製氫、以及如何逐步將直接還原鐵製程導入既有的煉製步驟,都會是挑戰。

20191101-俞歡專題-薩爾斯吉特鋼鐵集團(Salzgitter)高爐。(尹俞歡攝)
目前薩爾斯吉特已投入13億歐元,進行第一階段的製氫及設備改善計畫。圖為薩爾斯吉特鋼鐵集團高爐。(尹俞歡攝)

海德堡水泥設「實驗窯」分離和收集二氧化碳

海德堡水泥,是全球第二大水泥及第三大混凝土製造商,在全球60國有3100個生產地。位於比利時、德國邊界的Lixhe廠區,每生產1噸水泥,就會產生0.6噸的二氧化碳,乘上每年150萬噸的產量,累積年排放量相當可觀。

根據英國智庫計算,水泥業製造的碳排放量佔全球的8%,相當於僅次中國和美國的第三大排放源。水泥廠的碳排放哪裡來?水泥的原料石灰石,需經過千度高溫的窯燒加熱提煉出氧化鈣,再進一步加熱、攪拌製成水泥或混凝土。過程除了需要燃燒燃料以加熱窯體,從石灰石中提煉氧化鈣的過程,也會產生二氧化碳逸散。

為了減碳,海德堡水泥首先改變加熱窯體的方式,從燒煤改為使用生質能、或燒垃圾產熱,替代率已達65%。此外,他們也採用燃煤發電過程產生的煤灰作為水泥原料,增加循環利用、減少石灰石開採量。

但要達成海德堡水泥自己設下的2050年生產碳中和水泥目標,這樣還不夠。海德堡水泥加入歐洲業者發起的LEILAC計畫,在Lixhe廠區投入1200萬歐元興建實驗窯,透過改變加熱位置、調整溫度等方式完整分離爐中的二氧化碳和氧化鈣,讓製程中所有的二氧化碳能被收集在一處排出。

20191101-俞歡專題-海德堡水泥在窯旁設有實驗窯,計畫分離製程中所產生的二氧化碳。(尹俞歡攝)
海德堡水泥在窯旁設有實驗窯,計畫分離製程中所產生的二氧化碳。(尹俞歡攝)

海德堡水泥替代資源主管楊.德倫(Jan Theulen)說明,目前計畫進行到第3年,實驗窯已經可分離8成的二氧化碳,純度達95%,接下來會進一步增加產能。而當這些二氧化碳能被統一收集、處理,就能減少生產過程中3分之2的直接碳排放量。

今年9月,海德堡水泥也與挪威油氣公司Equinor簽署大規模碳捕捉與封存(CCS)的合作備忘錄,希望在北海地區尋覓適合存放這些水泥製程排放的二氧化碳。

減碳投資成趨勢 降低成本「先搶先贏」

儘管歐洲企業已開始投入鉅資減碳,但現行歐盟減排管制相對寬鬆,種種減碳作為,短期還無法創造經濟效益。然而,業者仍看準長期碳排管制必將成為趨勢,誰先投資、就有機會降低成本。

海德堡水泥柏林辦公室主任克里斯多夫.萊斯費德(Christoph Reißfelder)即表示,目前集團被核配的碳排放量仍足夠、還不需要到市場上買碳權,但隨著歐盟預計在2021年制訂新的碳權分配機制、加嚴碳排放標準,未來每排放1公克的碳、就會增加生產成本。

「碳價和減碳技術的成本差距,正在快速縮小,」萊斯費德說,未來與其進入碳交易市場買碳排放權,直接投資減排,不見得會比較虧。而且,越早投入減碳技術,就是越早為碳排放管制做準備,「未來加上碳價,我們的產品就能比對手再便宜一點。」

20190924-位於德國、比利時交界的海德堡水泥廠,預計2030年前要減排30%,但要深度減排仍需進一步研發自製程中分離二氧化碳的技術。(尹俞歡攝)
海德堡水泥(見圖)柏林辦公室主任克里斯多夫.萊斯費德說,未來與其進入碳交易市場買碳排放權,直接投資減排,不見得會比較虧。(資料照,尹俞歡攝)

投資減碳並不便宜,BDI即曾計算,若要在2050年減碳8成,平均每年需投入450億歐元,約等於德國GDP 1.2%,呼籲政府應盡快提出政策配套、以創造市場誘因。而跑得快的碳排大戶,儘管所費不貲,已先動起腳步,以面對未來碳排放將成為生產成本之一的事實。

面對無可避免的減碳趨勢,台灣的政府和企業,準備好了嗎?

(延伸閱讀:台灣現狀》2020第一階段溫室氣體管制目標將跳票,都是因為「這件事」沒做好!

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德國現場》年營收600億歐元的化工集團 、生產重鎮,9成「廢棄物」竟都可再利用!

巴斯夫路德維希港園區,佔地10平方公里,遠處即可見廠房及煙囪。(尹俞歡攝)

巴斯夫路德維希港園區,佔地10平方公里,遠處即可見廠房及煙囪。(尹俞歡攝)

位於萊茵河畔的路德維希港(Ludwigshafen),不會出現在觀光客的旅遊路線中,但小小一座城鎮,卻是全球化工產品的重要樞紐。

這裡是年營收600億歐元、全球最大化工集團之一巴斯夫(BASF)的總部。也是154年前巴斯夫從路德維希港起家,製程從最早的肥料及染料,一路演進至今日的複合塑料。如今這裡已成為世上最大由單一業者經營的化工園區,巴斯夫全集團則有3分之1員工、近4萬人都在這裡工作,小城內四處都可見巴斯夫的旗幟和建築物。

位於河邊的工業區佔地10平方公里,設有110座生產設施。2000輛卡車、400列火車車廂及20艘船隻日夜進出,將產品送至世界各地。百年來不斷擴建翻新的園區,主打循環概念,區內不同製程工廠生產過程所需的能源及物料,都能透過總長2800公里的管線互通有無。好比製氨過程中產生的二氧化碳,就能藉管線運往加工廠、供生產汽水使用。

也因此,園區內高達9成的「廢棄物」都可重複利用,而剩下1成,還會被「榨乾」其最後一絲剩餘價值:拿來燒以產生熱能、供其他製程使用。

(延伸閱讀:德國直擊》加速減碳成企業首要任務!水泥、鋼鐵業如何撕下「排碳大戶」標籤?

能源部分,巴斯夫在20世紀末就啟用汽電共生廠(CHP),以供應化工廠最需要的熱能。如今園區內3座汽電共生廠在產電過程生成的高溫,可提供給需蒸汽裂解的製程使用;同時,像丙烯酸等放熱製程所產生的廢熱,也會被蒐集重複利用。兩者相加即可完全滿足園區內所有熱能需求,不需為產熱額外耗費一滴化石燃料。

20191101-俞歡專題-巴斯夫能源與氣候政策主管克勞斯‧貝克曼(Claus Beckmann)(左二)。(尹俞歡攝)
巴斯夫能源與氣候政策主管克勞斯.貝克曼(左二)進一步指出,佔廠區能源消耗3分之1的電力,全由汽電共生廠提供,完全不需向電力公司買電。(尹俞歡攝)

熱能之外,能源與氣候政策主管克勞斯.貝克曼(Claus Beckmann)進一步指出,佔廠區能源消耗3分之1的電力,全由汽電共生廠提供,完全不需向電力公司買電,電力排放係數也因此只有全國電網的一半不到,未來也不排除將以沼氣(biogas)作為發電來源。

循環園區減排量到極限 巴斯夫著手「下一個20年」

20年前規劃的循環園區,減排量已屆極限,如今巴斯夫正開始著手下一世代的技術,以確保從現在到2030年,碳排放都不會再增加;且2035年後還要進一步下降。

好比化學品原料之一的石油腦,需經過蒸汽裂解爐850度高溫反應,才能分解成芳香烴和烯烴。而碳管理研發部門主管安德烈.博德(Andreas Bode)正在進行的計畫之一,就是設計全球第一座以電力加熱的蒸汽裂解爐,以再生能源取代天然氣燃燒產熱,藉此降低9成碳排放量。

但這個計畫能否成功,也取決於再生能源的發展狀況。博德指出,若產熱過程要以再生能源作為電力來源,需求量將相當大,屆時如何找到穩定供應、且價格有競爭力的再生能源,將成為挑戰。

20191101-俞歡專題-巴斯夫碳管理研發部門主管安德烈‧博德(Andreas Bode)(右一)。(尹俞歡攝)
巴斯夫碳管理研發部門主管安德烈.博德(右一)正在進行的計畫之一,就是設計全球第一座以電力加熱的蒸汽裂解爐,以再生能源取代天然氣燃燒產熱,藉此降低9成碳排放量。(尹俞歡攝)

園區內另一大二氧化碳排放,則是來自氫、氨氣的製程。氫氣是化工廠裡合成氨所需的主要元素之一,但現行天然氣裂解製氫法,每產1公噸氫氣就會產生0.9公噸二氧化碳,博德及團隊因此正研發新的甲烷熱解技術,將天然氣直接分解為氫氣和固態碳,就能在不排放二氧化碳的狀況下量產氫氣。

與「減碳潮流」接軌 台灣的下一個機會是?

面對德國化工園區經營者已在擘畫下一個20年的低碳生產,但在台灣,要出現一個像路德維希港如此大規模的能資源整合園區,恐怕還需要一段時間。

過去台灣政府在開闢工業區時較無產業連結概念,只是單純分配空間,給需地的廠商使用。近年雖然開始整合園區內的廢棄物處理及水回收等,但廠與廠之間的能資源連結性不高,可再使用的資源也常賣到國外、沒有就地利用。

要與工業區循環利用、減碳的潮流接軌,台灣的下一個機會,即是預定落腳高雄大林蒲的新材料循環產業園區。

負責規劃園區的經濟部工業局工業區組簡任技正陳建堂說,這個園區將依能資源循環利用率,來篩選進駐的產業。好比園區未來產業即可能以化學、金屬業為主,生產過程所需的原料及熱能,可就近由中油、中鋼提供;產出的廢酸液、廢溶劑經過處理,就能作為營建業或其他產業的生產原料。

大林蒲地區空拍圖(圖/高雄市都發局提供)
要與工業區循環利用、減碳的潮流接軌,台灣的下一個機會,即是預定落腳高雄大林蒲的新材料循環產業園區。圖為大林蒲地區空拍圖。(資料照,高雄市都發局提供)

能源部分,工業局目前初估園區用電量約需120MW,蒸汽需求每小時950噸。若能透過設置汽電共生設備、太陽光電及回收鄰近中鋼製程中產生的蒸氣,則每年將可減少32.4萬噸的碳排放量。用水部分,透過廢水處理及循環利用,再生水使用比例可達6成以上。

陳建堂指出,目前園區仍在規劃中,預計半年內會有確切規劃、提送環評審查。他也表示,除了產業搭配,未來民眾接受度也會是重要考量。

巴斯夫的路德維希港廠區,證明工業生產並不代表一定會製造大量廢棄物,更可能透過科學手段減污、減排。台灣要迎頭趕上,現在或許正是時機。

(延伸閱讀:台灣現狀》2020第一階段溫室氣體管制目標將跳票,都是因為「這件事」沒做好!

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台灣現狀》2020第一階段溫室氣體管制目標將跳票,都是因為「這件事」沒做好!

台灣在2017年底喊出2020年溫室氣體排放量要比2005年減少2%的規劃,但這項原預計在明年落實的目標,恐怕無法實現。示意圖。(資料照,陳明仁攝)

台灣在2017年底喊出2020年溫室氣體排放量要比2005年減少2%的規劃,但這項原預計在明年落實的目標,恐怕無法實現。示意圖。(資料照,陳明仁攝)

由瑞典少女桑柏格(Greta Thunberg)帶起的全球暖化抗爭行動在全球延燒,確定無法達成2020年減排目標的德國政府,也在社會壓力下公布未來10年的氣候行動計畫,預計投入千億歐元,透過重新制訂碳價、增加低碳交通及建築補貼等方式,在2030年趕上減排55%的目標。

而在台灣,2020年的減排目標也恐將跳票。2016年台灣參與COP21峰會,提出國家自定預期貢獻,以2005年碳排放量為基準,目標在2030年減排20%。2017年底環保署依《溫室氣體減量及管理法》提出階段管制目標,也首先喊出2020年溫室氣體排放量就要比2005年減少2%的規劃。

然而依現況來看,這項原預計在明年落實的目標,恐怕無法實現。台灣的溫室氣體排放中,95%都是二氧化碳,而依能源局今年8月公布的燃料燃燒二氧化碳排放統計,去年二氧化碳排放量雖然終於擺脫5年正成長,但卻因工業部門碳排量增加,全年只小幅下降0.95%,整體排放量也還是較2005年水準高出8%。

桃園環保科技園區,20180111-工業區,環科園區,工廠,廠家。(陳明仁攝)
台灣的溫室氣體排放中,95%都是二氧化碳。示意圖。(資料照,陳明仁攝)

台灣就算在2008、2009年受金融海嘯重創時,每年碳排放也只下降不到5%,要在明年一口氣減排超過10%,幾乎是不可能的任務。這也代表,2020年的第一期溫室氣體管制目標,已在跳票邊緣。

(延伸閱讀:德國直擊》加速減碳成企業首要任務!水泥、鋼鐵業如何撕下「排碳大戶」標籤?

「減排跳票」是廢核的錯?學者這樣分析…

減排跳票,原因主要和用電量成長有關。台大風險社會政策研究中心博士後研究員趙家緯分析,2018年全台用電成長1.15%,用電量比原本的節能目標多了將近100億度;而工業部門用電成長率更高達5.6%、比原先的目標高出1倍以上,顯示現行的工業節能政策成效並不如預期。此外,去年中油、台塑等煉油量增加,也增加煉製過程排放的二氧化碳量。

國民黨總統候選人韓國瑜日前與國政顧問團召開直播時,把減排目標跳票歸咎於能源配比不當,並主張若當選總統,要讓零排碳的核能、綠能的發電佔比達5成,滿足2050年碳排減量50%的目標。韓國瑜也指當選後要成立250億的氣候變遷基金,協助因應氣候變遷。

擁核者常稱,台灣碳排增加都是因為廢核,趙家緯則認為,2020年減排2%的目標,是在非核家園、核電廠如期除役的前提下所訂定,顯示並非不用核電才導致減排成效不彰。他也指出,接下來的綠能建置量若確實達標,將可大幅加快減碳速度,再搭配進一步的節能政策,仍有機會達成2025年減排10%、2030年減排超過20%的目標。

20170525-「抑制尖峰,不能只是緊急作戰」記者會,台大風險中心研究員趙家緯發言。(盧逸峰攝)
台大風險社會政策研究中心博士後研究員趙家緯認為,並非不用核電才導致減排成效不彰。(資料照,盧逸峰攝)

面對減排目標將跳票,環保署官員說,目前期程時間還沒到,各部會仍在持續檢討、努力中。至於接下來是否將進一步對碳收費、或是啟動碳排放交易市場等更強的管制措施,官員則表示,相關工作都還需再討論、取得各界共識,但前期準備工作如確認排放量、定期申報等都已開始執行,「取得信任後再看是否要繼續往下,走得穩健比較好。」

綠能補助效果有限?中研院學者:「課碳稅」可能更有效!

儘管綠電將快速發展,接下來台灣將迎來台商回台投資設廠、擴建潮,經濟部預估每年用電量成長將高達1.8%。溫室氣體減量如何繼續推進,將成一大挑戰。

比起強制大戶用綠電或補助綠能,「課徵碳稅」可能會是更有效的做法之一。長期研究碳稅的中研院經濟所研究員蕭代基及團隊,比較政府以躉售制度補貼綠能、以及課碳稅情境下的各能源發電狀況,得出在課徵碳稅的狀況下,用電量會因碳稅而降低,燃煤發電佔比也會因此減少一半以上,但旬時再生能源發電量則可翻倍。

蕭代基表示,再生能源躉購制度,是透過補貼增加新的綠電,但終究無法取代燃煤、燃氣等「褐色能源」。唯有課徵碳稅、調高電價,才能促使台電減少使用化石能源,並讓用戶更積極節能。

此外,當政府收取的碳稅收入,能用來降低營業稅、個人綜所稅及雇主負擔的薪資稅率,不僅不會讓經濟衰退,還能推升GDP成長率至3%以上。

V20191016-風數據/綠能專題。離岸風電。(尹俞歡攝)
比起強制大戶用綠電或補助綠能,「課徵碳稅」可能會是更有效的做法之一。圖為離岸風電。示意圖。(資料照,尹俞歡攝)

蕭代基直言,目前早已可以依據《溫管法》開始課碳稅、並輔以全面性的稅制改革,但政府礙於不確定課稅基礎、加上擔心社會反彈而未動作。他建議,若政府有決心要推動,除了需要大量溝通,更應強調碳稅能帶來的社會回饋及所得重分配效果,以增加接受度。

錯過2020年目標,德國政府提出的新計畫雖然普遍被視為不夠有野心,但多少開始有些新動作。而在台灣,當環團民調顯示8成以上民眾希望看到總統候選人提出更積極的能源政策、以因應氣候變遷,政治人物或許也到了該具體行動、讓減碳「回歸正軌」的時刻。

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