2025年工研院鈣迴路捕捉CO2---Big Data



2100年---全球碳交易市場規模
---2020年全球碳交易市場總額達35000億美元 ,將超過石油市場成為世界第一大交易市場。
---2016~2020年中國計劃在全國推碳排放權交易制度
---2016年加州碳交易市場規模100億美元
---2012年加州碳交易市場規模17億美元
---2012年全球碳交易市場總額達1500億美元
---2010年全球二氧化碳排放量達306億噸
---2008年全球碳交易市場價值1260億美元
---2007年全球碳交易市場價值400億歐元
---2006年全球碳交易市場價值220億歐元
---2006年歐盟碳排放權交易金額達188億美元。
---2005年全球碳交易市場價值108億美元
---2001年聯合國氣候變化框架公約第七屆締約國會議,通過落實《京都議定書》機制的一系列決定文件,稱為「馬拉喀什文件」

2050年---行政院:二氧化碳排放量再降到2000年排放量的一半
---國科會著手進行二氧化碳封存研究,預計台灣每年要封存9000萬噸二氧化碳,才能達到行政院宣示的減量標準。
---台中火力發電廠、麥寮台塑六輕及興達火力發電廠,是台灣排放二氧化碳最多的三大場域,每年分別排放4000萬噸、3000萬噸及1500萬噸左右。未來封存二氧化碳的地點
---國科會副主委陳正宏認為,將以鄰近這三大場域的濱海地區為優先考量。陳正宏表示,二氧化碳減量的方法很多,將二氧化碳直接封存在地底下的岩層裡,是較好的選擇之一,這項封存技術已趨近成熟,台灣地質條件也很適合。


2021至2030年---国际能源署预测全球将花费6460亿美元,用于建设类似碳封存项目
-----2025年荷兰每年需储存3000万吨二氧化碳,而全国的封存容量可达10亿吨。
-----2020年国际能源署预测全球将花费560亿美元,用于建设100个类似碳封存项目


2020~2025年---工研院預估,若將CCS技術做為配合台灣減碳的主要工具,且至2025年捕獲廠總投資規模達二千億元的話,就能於2020年與2025年經由碳捕獲與封存,達成減碳490萬與3,670萬噸的目標量,若以每公噸二氧化碳30美元計算,每年操作運轉所帶動之產值可達數百億元,成為節能減碳新經濟的火車頭。
-----2020年台灣訂出「國家節能減碳總計畫」要減少2億1千萬噸的二氧化碳排放量,,期望在2020年的二氧化碳排放量較低微到2005年的標準
-----2012年---台灣排放量就達2億6千萬噸
-----2010年臺灣二氧化碳人均排放為全球第19名,總排放量為20名,故碳減量需嚴肅積極面對。


2020年---中國民航業將向歐盟支付碳排放費約30億元人民幣
-----2020年美國“邊境碳調節措施”
-----2015年韩国建立碳排放交易市场
-----2015年中國建立碳排放交易机制
-----2015年中國在全國範圍內開展碳排放交易,建立統一交易市場。
-----2014.1.22北京碳排放交易量达43850吨,成交均价每吨50.2元。
-----2013年中國碳稅先行試點城市=廣東省、遼寧省、湖北省、云南省、陜西省、天津市、重慶市、深圳市、廈門市、杭州市、南昌市、貴陽市、保定市
--==-2013.12.26天津排放权交易所正式启动碳排放权交易
--==-2013.12.20中國广州启动碳排放权交易
-----2012年加拿大卑詩省開徵碳稅,每噸碳排放課徵30加幣
-----2012年荷蘭+丹麥開徵以公里計的行車稅
=2012年標準自小客車每公里基礎稅率為0.03歐元
=2018年標準自小客車每公里基礎稅率為0.67歐元
=每部車將裝置衛星定位系統GPS,以便記錄行車里程數,可望減少碳排放量10%
-----2012年俄羅斯將透過出售溫室氣體排放權獲利200億美元
-----2012年加州碳交易法實施
-----2012.7.1澳开征碳排放税
=2014年7月至2015年6月,澳开征碳税每排放1吨二氧化碳征税25.40澳元
=2013年7月至2014年6月,澳开征碳税每排放1吨二氧化碳征税24.15澳元;
=2012年7月至2013年6月,澳开征碳税每排放1吨二氧化碳征税23澳元;
-----2012.1.1歐盟對所有飛經歐洲的飛機收取碳排放費=2009年起公布將此航空運輸產業納入,,初期(六產業)=鋼鐵。煉油。發電。建材。玻璃。造紙。
-==--2011年11月14日國家發改委確定北京、廣東、上海、天津、重慶、湖北和深圳7省市為首批碳排放交易試點省市。
-----2010.12.16加州空氣資源委員會CARB以9比1的的壓倒性票數批准碳交易相關法規=要求州內的發電廠、工廠、煉油廠和汽車等,在2020年前把二氧化碳排放量降低15%,如果達不到規定,他們必須透過總量管制與排放交易(cap-and-trade )系統購買碳排放權。
-----2010年---中國天津排放權交易所啟動碳排放買賣
-----2010年澳大利亞溫室氣體排放交易制度正式實施
-----2010.12美國加州開徵碳費=-對公用事業、煉油廠等污染產業課徵碳費,,每噸二氧化碳約15 美分碳費,,頭三年估計可徵6310萬美元,第五年起可徵3620萬美元,,煉油業者平均年繳470萬美元,水泥廠平均年繳15 萬美元
---2010年9月30日深圳市成立排放权和排污权交易平台。
-----2008.9月天津排放權交易所成立=中石油集團中油資產管理、天津市政府和芝加哥氣候交易所
---2008年7月加拿大卑詩省開徵碳稅,每噸碳排放課徵10加幣

2017年---台電進要求以煤为燃料的新建电厂都应具备碳捕捉技术。
-----行先導試驗,而灌注量是1萬公噸
-----台電已完成第一階段的封存場址地質鑽探,包括在雲林台西和彰化一帶。
-----台電和中油計劃將二氧化碳封存埋地底,預計封存在彰濱工業區和苗栗永和山

2015年---江蘇泰興中科金龍化工形成10萬噸二氧化碳塑料產能。
---2007年江蘇泰興中科金龍化工股份有限公司開始使用二氧化碳生產可降解的泡沫塑料和低碳化學新材料

2014年---辜成允:第二代試驗廠預計在和平廠建廠。
-----採用全新設計,預計在同樣捕獲量下,每公噸生產成本可由第一代的50美元降到30美元左右。

2013.6.10---工研院與台泥公司合作在花蓮和平水泥廠建立的第一代鈣迴路碳捕捉試驗廠相當成功
-----台泥花蓮和平廠的鈣迴路捕捉二氧化碳先導型試驗廠(1.9MWt),採用工研院創新的純氧燃燒技術,可獲得高濃度的二氧化碳,是目前全球最大規模的鈣迴路捕獲試驗廠,也是亞洲首座結合水泥廠捕獲二氧化碳的試驗廠
-----台泥和工研院合作,利用「鈣迴路碳捕捉」技術從水泥窯中截取製程中所產生至少9成以上的二氧化碳,一方面把捕獲的二氧化碳經過壓縮及液化後封存再利用。例如利用二氧化碳培養各種微藻,再透過工研院的「微藻能源利用技術」,便可從微藻中萃取生質燃料,和產製蝦紅素等高單價物質,具有龐大的生質能源商機。
-----工研院綠能所副所長何無忌 :鈣迴路技術是將石灰石(碳酸鈣)及氧化鈣的反應反覆多次循環,可將水泥廠製程中產生的二氧化碳捕獲90%以上並收集起來。當吸附劑逐漸失去捕獲的活性後,可完全作為水泥生產的原料。在水泥生產過程結合鈣捕獲二氧化碳技術不需要額外吸附劑,也不會產生廢棄物,且由於吸附劑的循環利用與廢熱回收的有效應用,可以大幅降低捕獲的成本,這座試驗廠設計每小時可捕獲1公噸二氧化碳。
-----工研院綠能與環境研究所新能源技術組經理盧文章 :廢棄的二氧化碳是微藻行光合作用生長必須的元素,工研院團隊從台灣周遭海域篩選出300多種不同的藻種,其中「雨生紅球藻」的蝦紅素含量高達3萬ppm,比磷蝦的120ppm、酵母菌的8000ppm高出許多倍。蝦紅素是化妝品和保健食品中相當昂貴的原料,生產蝦紅素不但可利用二氧化碳又能創造無限大的商機。除了培養「雨生紅球藻」外,工研院團隊還培養可產製生質燃料的「擬球藻」,油質含量高達30%。利用在戶外的模組化袋式管狀光合反應系統來培養微藻。因為利用模組化設計,系統容易放大,且零組件、高透光塑膠膜有效降低反應器成本到1/10,同時再搭配開發工業級營養源配方可降低營養源費用到1/20,並添加微量元素提升微藻產能2到8倍。「雨生紅球藻」每14天可採收一次萃取蝦紅素,利用水泥製程中的餘熱來烘乾雨生紅球藻,平均每一公克乾藻體內含有0.03公克到0.04公克的蝦紅素,若以乾藻體販售,市場價格一公斤200美元(約新台幣6000元),但萃取出蝦紅素泡在大豆油內,每一公斤售價高達新台幣10萬元到16萬元。蝦紅素極易氧化,必須要泡在油內隔絕氧化;工研院正在試驗改採將蝦紅素真空包裝,外覆錫箔紙遮光,再配合低溫物流,再販售給化妝品業者和保健食品業。估計以現有試驗規模1平方公尺平台,再放大到600平方公尺,經過1年的試驗觀察後,最快2年到3年後便能商業生產。
-----鈣迴路技術==工研院的鈣迴路技術,是將碳酸鈣及氧化鈣的反應反覆多次循環,可將水泥廠製程中所產生的二氧化碳捕獲90%以上並收集起來。當吸附劑逐漸失去捕獲的活性之後,可以完全作為水泥生產的原料。換言之,在水泥生產過程結合鈣捕獲二氧化碳技術不需要額外吸附劑,也不會產生廢棄物,並且由於吸附劑的循環利用與廢熱回收的有效應用,可以大幅降低捕獲的成本。 且經研究顯示,捕獲效率可達95%以上,而捕獲的二氧化碳經過壓縮及液化,可以進行封存與再利用。例如利用二氧化碳培養各種微藻,再透過工研院的「微藻能源利用技術」,便可從微藻中萃取生質燃料,具有龐大的生質能源商機。 花蓮和平廠的鈣迴路捕獲二氧化碳先導型試驗廠(1.9MWth),其中採用了工研院創新之純氧煅燒技術,可獲得高濃度的二氧化碳,亦是目前全球最大規模之鈣迴路捕獲試驗廠,也是亞洲首座結合水泥廠捕獲二氧化碳之試驗廠,此試驗廠的規模大於未與水泥廠結合的西班牙(CSIC)於2011年興建完成之實驗廠(1.7MWt)及德國Darmstadt大學於2010年興建完成之實驗廠(1.0MWt)。
-----二氧化碳捕獲==台灣蘊藏豐富與價廉的石灰石,過去石灰石(碳酸鈣)只當作水泥原料,但現在我們運用它來捕獲二氧化碳,免除了捕獲原料的成本。在水泥製程中,石灰石經過高溫煅燒後成為石灰(氧化鈣),是排放二氧化碳的主因。如果反過來讓氧化鈣吸收二氧化碳形成碳酸鈣,就是捕獲的技術。 一般常見的「二氧化碳捕獲與封存」(Carbon Dioxide Capture and Sequestration,CCS)技術在捕獲的階段,可分為「燃燒前捕獲」、「燃燒後捕獲」及「純氧燃燒」三種。工研院的研發團隊是以「燃燒後捕獲」的方式,並融入新開發之純氧煅燒技術,在原有的鈣迴路技術上增加新突破。


2012.7.10---工研院.台泥合作 =全台首座碳捕獲廠
---工研院利用石灰石高溫鍛燒後所產生的氧化­鈣,還原吸收二氧化碳,根據工研院的設計,這樣的二氧化碳捕獲技術,除了可以降低水泥廠成本之外,將近90%­的二氧化碳捕獲後,還能再封存成為其他產業需求原料,例如養殖藻類的生物科技,再創附­加價值

2011年---荷兰在距鹿特丹巴伦德雷特的地底下直接封存二氧化碳。由皇家荷兰壳牌公司实施的这一项目,将1000万吨二氧化碳泵入位于该镇地下两公里处的两个废弃天然气田

2011.6.14---凱美特氣(002549)=中國第一個以銷售二氧化碳為主的上市公司
---在中國最富裕的4個地區珠三角(凱美特惠州工廠)、長三角(凱美特安慶工廠)、中原腹地(凱美特岳陽工廠)、京津唐環渤海(凱美特北京工廠)建有工廠,就是遵循上述建廠原則
---2010年以1.2億元的銷售額,實現4206萬元凈利潤
---中海殼牌生產乙烯同時伴生出純度高達99%二氧化碳,以每噸70元價格向惠州凱美特氣收取費用。
惠州凱美特氣生產食品級二氧化碳,70元的原料經過一番加工,能以每噸600元價格賣出。
---原料氣要經過壓縮、凈化、液化提純以及儲存四個工序,才能成為可食用級,壓縮是為了減小空氣體積,同時處理掉塵土、水汽等雜質,凈化可以去除原料氣含有的硫、醇、烴及固體等雜質,液化提純是將高壓原料氣經過換熱后,進行冷卻液化,進入提純塔精餾提純,最後氣體通過減壓提純系統提高產品純度與降低壓力進入儲存工序
---凱美特氣總部生產每噸二氧化碳需要消耗188度電,惠州凱美特氣需要消耗201度,
---投資開辦一家小的工廠需2000~3000萬元,年產10萬噸規模需投資5000萬元即可
---二氧化碳年需求總量約為150萬噸~200萬噸,以400元/噸計算,這個行業整體產值不超過10億元
---二氧化碳應用在飲料、冶金、食品、煙草、石油、農業、化工、電子等領域,其中碳酸型飲料、啤酒占消費量的51%,保護焊占20%,冷藏保鮮占15%

2010.2.10---吉林石化研究院开发的以二氧化碳为原料的天然气-二氧化碳重整制合成气技术
---国际上通常采用CCS(二氧化碳的捕集和储存技术)和CCU(二氧化碳的捕集和利用技术)来回收二氧化碳
---全球回收二氧化碳约有40%用于生产化学品,35%用于油田3次采油,10%用于制冷,5%用于碳酸饮料,其它应用占10%。
---一般情况下每吨二氧化碳的回收成本约为20~40美元

2010.1.5---日本海洋研究開發機構研究「甲烷生成菌」將封存於海底煤田的二氧化碳(CO2)轉換成甲烷天然氣

2009.12.19---工业排放二氧化碳回收制作“可乐”
---燕山石化的炼厂废气回收再利用项目一期工程——制氢尾气回收、提纯二氧化碳分离装置一次投料试车成功,其设计能力达到20万吨/年。它采用变压吸附分离提纯氢气及压缩分离技术,分离、提纯尾气中的二氧化碳等气体,生产作为食品添加剂液体的二氧化碳,主要供饮料公司生产汽水和可乐。
---2002年,这家公司就建成了一套压缩净化装置,成功将乙二醇装置排放的二氧化碳制成液体二氧化碳和干冰;同时成功将丁辛醇装置和环氧乙烷乙二醇装置尾气中二氧化碳回收,生产食品级二氧化碳。今年,燕山石化在醋酸乙烯装置建设同时,增上了装置尾气中二氧化碳回收处理工艺。
---王永健说,上述项目加起来,每年燕山石化可减少碳排放28万吨,按照一棵树整个生命周期吸收一吨二氧化碳计算,相当于每年种植了28万棵树

2008.7.15---長春回收CO2 生產醋酸
---位在六輕廠區內的長春關係企業,計劃進行10個工廠的擴建新建工程,將採用回收高濃度二氧化碳(Co2)作為醋酸原料,可望成為國內第一家回收二氧化碳開發綠色製程的業者。

2008年---美國加利福尼亞大學洛杉磯分校化學家奧馬爾-揚基和佐治亞理工學院化學工程師克里斯-瓊斯分別宣稱,他們已研制出“沸石咪唑酯骨架結構材料”和新型胺兩種新材料,實現了對二氧化碳的回收和消除。

2008年---台灣CO2總排放量290699千公噸(不包括二氧化碳移除量)
2007年---IEA :台灣地區人均二氧化碳排放量12.08噸 ,居全世界第18位 ,台灣CO2總排放量2.7億公噸
2006年---IEA :台灣地區人均二氧化碳排放量13.19公噸,居全世界第22位
---每公升汽油,排放2.24公斤的CO2,
---每公升柴油,排放2.7公斤的CO2;
---世界CO2排放量每人平均排放3.9公噸


1986年---位於西非的喀麥隆尼歐斯湖(Lake Nyos),突然噴發湖底原有的二氧化碳,造成方圓25公里內有1700人和3500頭牲畜窒息死亡

1977年---开始研究以捕获碳并安全存储的方式来取代直接向大气中排放CO2的技术
---碳收集及儲存(Carbon capture and storage,簡稱CCS),又譯為碳封存,是指將大型發電廠產生的二氧化碳收集,並用各種辦法儲存以避免其進入大氣層的技術。這種技術是減慢全球變暖的一種方法。而商業上使用的二氧化碳收集方法已經沿用一段時間,手法已發展得頗為成熟。這一個技術流程,涉及捕集和分離二氧化碳、運輸至儲存地點並且長期與空氣隔離。然而,長期儲存二氧化碳的概念現時只是尚在構思階段,至現時未有發電廠運作整套碳收集及儲存的設施。 擁有整套碳收集及儲存的設施的發電廠,比未有這種設施的發電廠減少八至九成的二氧化碳排放,但會耗用兩至九成額外能源。 儘管這對於減少空氣中二氧化碳的濃度意義重大,然而對於這一技術目前仍有很多亟待解決的問題,包括:確保二氧化碳的永久安全埋存;確保二氧化碳不會對環境產生負面影響,特別是生物多樣性;採取國際協商一致的程序以獨立核查監測二氧化碳的相關活動;降低碳捕集埋存的成本,以大規模實施這一技術等。到解決這些問題的方法需要進行相應的工業實踐及理論研究。 至於儲存二氧化碳的方法,計有藏在地下岩層或深海之內,又或者變成碳酸礦物。由於藏在深海之內會使海洋酸化,而會對海洋生態造成危害。因此藏在地下岩層,被認為是目前最可行的方法,而現有的地點估計可以至少儲2000兆噸的二氧化碳,足夠應付全球60多年的排放量
---地质封存===>陆地生态系统对CO2的吸收是一种自然碳封存过程。陆地植物在其生长过程中,需要利用CO2合成有机物,它们能够在一定的浓度范围内吸收CO2,从而节省了将其分离、提纯等技术的花费。因此以森林再造、限制森林砍伐等方式来实现的碳封存被认为是最具经济效益的方式。而保护和优化陆地生态系统则有利于碳封存的维持和扩增。
---海洋封存===>针对定点源的人类排放,如油井、化学工厂、火力发电厂等,碳封存技术的开发着重点是捕获和分离CO2,然后将其注入到海洋或是深地质结构层中。由于某种需要,工业生产中也伴随有一些碳封存过程。例如在石油开采时,CO2常会跟天然气一起由地底下喷射出来,通常CO2在从油井冲出来后便释放到空气中。但是,在同时开采石油及天然气的过程中,CO2常会被重新注入到油井内,以便能保持所需压力而抽取更多的石油,而这项所用的花费可以由所增加的石油产量来补偿。在美国,每年能因此封存3200万吨CO2。而位于距挪威海岸240 km的北海中部的Sleipner海上钻井平台从1996年起就将油井生产中的CO2收集并注入到1000m以下的富含盐水的砂岩层。该海上钻井平台之所以这样做,是因为从1996年以来挪威对工业排放CO2征收50美元/ 吨的排放税,而将CO2注回到岩石层中与之相比则要便宜得多。在存储方面,则采用了以下一些方法,如向尚未开采的煤层中注入CO2,从而回收甲烷;将CO2制成干冰,投掷到海洋中;利用固定的管道或是轮船拖曳管道将CO2泵入深海等。 通过对海洋的增肥也是利用生态系统来达到碳封存目标的方法。改方法思路是,向海洋投放微量营养素(如铁)和常量营养素(如氮和磷),由此加速海"生物泵"过程,增加海洋对大气CO2的吸收和存储。这主要是通过增长浮游植物的光合作用增加其产量,然后借助生物链扩增CO2向有机碳的转化,再通过有机碳的重力沉降、矿化等机理来实现碳封存。大范围的海洋增肥能够增加渔业产量,从而带来商机,这也引起了一些商业团体的关注。
---碳酸盐矿石固存===>利用化学和生物技术对CO2进行回收和再利用。例如,利用CO2来生产碳酸镁或是CO2包合物(CO2 clathrate)的前景很被看好。若是将1990年全球排放的CO2制作成碳酸镁,它可包含于空间尺度为10km×10km×150m的固态物中,这样是有利于储存或是再利用的。同样的情形也适用于CO2包合物。而在生物技术上,主要是利用非光合作用微生物过程将CO2转化成有用的原料,如甲烷和醋酸盐。这一技术像陆地生态系统的情况一样,不需要提纯CO2,从而可节省分离、捕获、压缩CO2气体的成本。

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