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再利用

再利用技術概述

化石燃料在未來二十年中仍可能是能源主要來源,因此必須捕集及處理CO2。就國內環境來看,燃煤電廠捕集CO2已具研發能量,CO2封存則須加強宣導,CO2再利用絕對是值得大力推動的途徑。

CO2再利用可分為直接利用及轉化利用兩部分。直接利用方面包括製備碳酸飲料、食品包裝、利用超臨界CO2萃取及反應溶劑、溫室栽培及生產微藻等方面,每生產1噸微藻約可固定1.8公噸CO2;轉化利用方面可將CO2轉化成化學或能源產品,如尿素、水楊酸、碳酸酯、聚碳酸酯、碳氫化合物等產品。

由於台灣CO2封存的場址及封存量現仍在評估中,未來為能有效處理自排放氣中捕集之CO2,以CO2做為碳源以生產化學或能源產品,是一值得推動的CO2減量策略。

利用捕集後的CO2轉化成其他有用的商品已成為國際發展重點。以美國為例,美國DOE已於2010年7月投入1.06億美元,推動學術界及產業界進行12項CO2再利用的研究計畫,其中包括製造化學品、碳酸、塑膠、燃料、微藻、替代水泥等。

 

直接利用

碳酸飲料、食品包裝、殺菌劑、滅火劑、焊接劑、推進劑、利用超臨界CO2萃取及反應溶劑、溫室栽培及生產微藻等。

CO2超臨界流體 (Supercritical Fluids) 為綠色溶劑可用於去除稻米上之農藥及表面油脂、衣物洗淨設備、連續式押出發泡製程中之物理發泡劑、晶圓清洗等。

 

轉化利用
一、化學產品:目前已有以CO2生產尿素(氮肥)、水楊酸(藥物添加劑)、碳酸酯(塑膠)等化學品(全球每年消耗約1億1576萬噸),其中又以尿素生產量為最大,佔CO2使用量的99%以上,但這些產品並非極高需求量的產品。
 
二、能源產品:如Methanol, Dimethyl Ether (DME), Dimethyl Carbonate (DMC), Formic acid, CO等,若能有效取代化石燃料,其市場需求量極為可觀。
 

三、生產生質能:藉由高二氧化碳固定能力之藻株大量吸收煙道廢氣並轉化成有用產品。

        固碳產物的後端利用生質能生產:收穫藻=>碳水化合物=>酒精;藻=>催化劑=>氣態isobutanol

 

CO2再利用之優勢
  • 以CO2做為碳源可取代原本需從煤、石油或天然氣中所獲得的起始物;此外因再利用煤、石油及天然氣發電後捕獲之CO2 ,可以利用兩次碳。
  • 以CO2做為碳源生產能源產品如甲醇、DMC及DME等,因市場大,可相對降低原生產者之阻力。
  • 可取代耗能製程,成為綠色製程,符合國際發展趨勢,並因改變反應途徑,可降低對環境的衝擊。
  • 電漿系統是一個可以利用我國的電子設計與製造強項完成的工程與產品。而電漿方法同時具有普及性、穩定性與可移動性的優點,若能掌握電漿轉化CO2 之機制並予以最佳化,搭配發電廠的離峰電能、廢能或太陽能等再生能源方式,其具市場價值。