前言
MIT Technology Review 的新文章，作者是 James Temple。詳細介紹了近年大幅成長的 BECCS 碳移除技術，同時包含正反兩面意見。
全文看完後，對於 BECCS 本身的技術概念和爭議應該會有更完整認識。
科技巨頭押注具爭議性的碳移除技術
「生物能源搭配碳捕捉與封存」（Bioenergy with Carbon Capture and Storage，簡稱 BECCS）被視為可迅速擴張的碳移除方案，但也有專家質疑其實際氣候效益。美國紙漿與造紙業在過去一百年間，逐步集中到東南部地區。這些工廠依傍廣大的松林而建，專門從火炬松、長葉松與沼澤松等年輕樹木中提取纖維。
如今，當這些工廠將木材削片並煮成紙漿後，剩餘的木質素、化學殘留與其他有機物會形成一種黑色、濃稠的副產物——「黑液」（black liquor）。經濃縮後，黑液被當作生質燃料燃燒，用以加熱高壓鍋爐並驅動整座工廠，但同時也排放大量二氧化碳。
微軟、摩根大通，以及由 Alphabet、Meta、Shopify、Stripe 等公司組成的科技聯盟，近來與多家紙漿廠簽署數百萬美元合約，資助它們安裝碳捕捉設備，以回收至少數十萬噸溫室氣體。
捕獲的二氧化碳將被輸送至地下一英里深的鹽水含水層中，預計可長期封存，避免釋回大氣。
大型科技公司近來紛紛押注於「生物能源結合碳捕捉與封存」（Bioenergy with Carbon Capture and Storage，簡稱 BECCS），希望藉此擴大碳移除規模。這項技術的應用範圍相當廣，包括使用生質燃料發電的電廠、廢棄物焚化設施，以及生質燃料煉製廠——它們都透過加裝碳捕捉設備，將原本排放的二氧化碳截留下來。
由於植物在生長過程中會吸收二氧化碳，而這些工廠又能捕獲燃燒過程中的排放，理論上，兩者合起來能讓移除的大氣碳量超過排放量，達成所謂「負排放」。
企業若為這類移除計畫埋單，便能以相應的減碳量抵銷自家部分排放。如今，BECCS 已佔全球公告碳移除合約的近七成，主要因它可直接整合至現有的大型工業設施中，推動速度快、規模潛力高。
「若同時考量成本、市場導入時間與最終擴張性，BECCS 在三方面都具明顯優勢，」微軟能源與碳移除資深總監 Brian Marrs 表示。微軟目前是全球最大的碳移除額度買家，目標是在本十年結束前完全抵銷自身排放。
但不少專家對 BECCS 的實際氣候效益抱持疑慮。他們指出，部分計畫可能誇大減碳成效，將「避免排放」誤當「碳移除」，甚至讓其他污染源得以繼續運作。此外，若生質能源需求增加，也可能進一步刺激森林砍伐或農地擴張。
普林斯頓大學資深研究學者 Tim Searchinger 認為，若將農地、森林與工廠的碳來源與碳匯一併計算，許多 BECCS 模式其實難以真正達到負排放。他批評說，將有限的土地、作物與林木投入這樣的計畫「缺乏邏輯」。
「我稱這是『BECCS and switch』——某種程度上，根本是一場愚行。」他直言。
BECCS 的基本原理
以使用生質燃料的發電廠為例，BECCS 的運作邏輯如下：
樹木在成長過程中透過光合作用吸收二氧化碳，將碳儲存在樹皮、樹幹、樹枝與根部，同時釋放氧氣。當樹木被砍伐後，會被加工成木質顆粒（wood pellets），運送到發電廠燃燒，以產生熱能或電力。
一般情況下，燃燒木材會排放二氧化碳。但依據歐盟與美國的規定，只要森林以永續方式經營並符合法規，木材燃燒就可被視為「碳中性」。其邏輯是：樹木原本從大氣中吸收了 CO₂，未來新的植物生長能逐步抵銷這筆碳排。
若這座發電廠再額外安裝碳捕捉系統，將燃燒過程中排放的溫室氣體封存至地下，理論上整體過程就能從「碳中性」變為「碳負排」。
不過，普林斯頓大學研究學者 Tim Searchinger 指出，所謂「生質燃料碳中性」的假設本身並不正確，因為它忽略了整個生命週期中其他形式的排放來源。
他指出，完整的分析必須納入更多面向：
森林砍伐後，遺留在地表的樹根與樹枝分解時會釋放多少溫室氣體？砍伐、運輸過程中消耗了多少化石燃料？木材在轉製成顆粒與運送過程中又產生多少排放？而被砍伐的樹木要多久才能重新長成、再次吸收碳？
「只要你砍樹，幾乎不可能達成負排放，」Searchinger 認為。
此外，燃燒生質燃料及其衍生的生質燃料，也會產生懸浮微粒、揮發性有機化合物、二氧化硫與一氧化碳等污染物，對人體健康造成危害。
聖母大學可持續能源政策副教授 Emily Grubert 指出，若工廠要捕捉二氧化碳，通常也得同時處理其他污染物，特別是二氧化硫。但這並不代表所有從煙囪排出的污染物都能被濾除。
碳移除需求的崛起
「用生質燃料發電、同時吸收碳」的構想早在數十年前就已出現。但隨著氣溫與排放量持續攀升，氣候模型顯示，若要避免地球跨過危險的升溫門檻，光是減碳已不夠——我們還需要更多 BECCS 或其他形式的碳移除技術。
根據中 UN 氣候變遷專門委員會（IPCC）2022 年的報告，若要將升溫控制在工業化前水準以上 2°C 以內，全球除了大幅削減排放之外，到 2050 年每年仍需額外移除約 110 億噸二氧化碳，2100 年更需達到 200 億噸。而這個臨界點，如今看來正越來越難避免。
這些警訊促使企業與投資者加速尋找能「從大氣中吸碳」的技術解方。近年來，新創公司紛紛投入海藻封存、生物質掩埋、直接空氣捕捉（Direct Air Capture）、或在農地與海洋中添加鹼性物質等多元方案。
但在眾多技術中，BECCS 的商業採用速度與規模已遠超其他方法。
CDR.fyi 共同創辦人 Robert Höglund 指出，對許多氣候期限迫近的企業而言，BECCS 是少數能在短期內移除數十萬噸碳的實際可行方案之一。CDR.fyi 是一家專門分析碳移除市場的公益公司。
「如果企業設定了 2030 年的減碳目標，並希望購買持久性的碳移除量，那目前能選擇的方案幾乎只有這個，」Höglund 說。
BECCS 的另一項優勢在於可直接利用現有產業設施，不必新建廠房或額外申請許可。
「多數只是對現有工廠的改裝，建置起來其實不難，」他補充道。
根據 CDR.fyi 的數據，BECCS 的平均成本約為每噸 210 美元，遠低於直接空氣捕捉（Direct Air Capture）約每噸 490 美元的價格。這是因為從造紙廠等設施捕捉二氧化碳（其在煙道氣中的濃度約 15%）所需能量，遠低於從大氣中提取僅 0.04% 的 CO₂。
微軟的 BECCS 大賭注
2020 年，微軟宣布計畫在本世紀末前達成「碳負排放（carbon negative）」目標，並在 2050 年前清除公司自成立以來，所有直接與間接（含用電）產生的排放。
為實現這一氣候承諾，微軟特別倚重 BECCS。這類項目占其已知碳移除採購總量的 76%。
今年 4 月，微軟宣布與位於美國南部某處的紙漿與造紙廠簽約，未來該廠將在 12 年內捕集並封存 370 萬噸二氧化碳。此交易是透過位於加拿大卑詩省溫哥華的新創公司 CO280 達成的。該公司正與美加的紙漿廠合作，負責資金籌措、項目開發與營運。
這筆交易原是迄今規模最大的碳移除採購案——直到四天後，微軟又宣布與 AtmosClear 簽署協議，購買 675 萬噸碳移除量，據碳移除資料平台 CDR.fyi 指出，這再度刷新了紀錄。AtmosClear 正在路易斯安那州巴吞魯日港（Port of Greater Baton Rouge）建設一座生質能發電廠，主要使用甘蔗渣（sugarcane bagasse） 與林業修枝廢料作為燃料。該設施預計每年可捕捉 68 萬噸二氧化碳。
「我們觀察到，許多 BECCS 專案在推動農村經濟投資方面都發揮了極大甚至變革性的作用，」微軟能源與碳移除資深總監 Brian Marrs 表示。「在路易斯安那與 AtmosClear 及其他墨西哥灣沿岸合作夥伴（如 CO280）的專案中，我們視這些交易為同時促進地方經濟與永續林業實踐的重要手段。」
在更早的季度中，微軟也曾與多家業者簽約，包括營運木質顆粒燃燒電廠的 Ørsted、將市政廢棄物轉化為能源的 Gaia，以及利用「過度生長的灌木、農作物殘餘與食物廢棄物」為燃料的 Arbor。
別讓廢棄物白白浪費
值得注意的是，至少有三項微軟相關的 BECCS 專案使用了某種形式的「廢棄物」——這一類別與為 BECCS 專案專門砍伐的新鮮木材或種植作物截然不同。固體廢棄物、農業殘餘物、伐木剩料，以及為防止森林火災而清除的植物材料，構成了最具潛力的 BECCS 原料來源之一，同時也帶來複雜的碳核算問題。
根據美國國家科學院（National Academy of Sciences）2019 年的報告，美國若以農業副產品、伐木殘料與有機廢棄物作為燃料，不需額外種植能源作物，到 2040 年每年就能達成超過 5 億噸的碳移除量；全球則有望超過 35 億噸。
勞倫斯利弗摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory）能源計畫首席科學家 Roger Aines 主張，與其焚燒或任其在田間腐爛，我們至少應該善加利用這些現成的生物資源。（Aines 曾共同撰寫聚焦加州廢棄生質資源的分析報告，並參與微軟委託該實驗室於 2022 年撰寫的碳移除成本與方案評估報告。）
他強調，BECCS 產業能從這些廢棄物的應用中學到許多寶貴經驗。例如，這有助於更明確地評估：若未來擴大使用土地、森林與作物來生產這類燃料，碳收支是否仍能成立。
「重點是，在大多數情況下，你不需要專門種植新的生物質來推動這些專案，」Aines 表示，「而且很長一段時間都不會需要，因為現有的廢棄資源就已經非常充足。若未來真有那個需求，再來解決也不遲。」
扭曲的碳核算
然而，當 BECCS 的燃料來源轉向廢棄物時，一個關鍵問題也隨之浮現：這些廢棄物原本的命運是什麼？ 它們是否本來就會被焚燒或自然分解？抑或其中一部分其實可以被再利用，讓碳繼續被鎖存在物質中、而非釋放到大氣？
以甘蔗渣（sugarcane bagasse）為例，它目前或潛在的用途包括製作可回收包裝與紙張、生物可分解的食品容器與餐具、建材，或作為改良土壤的材料，將營養回補至農田之中。
「很多時候，這些材料早已被用於其他用途，」聖母大學可持續能源政策副教授 Emily Grubert 指出，「因此碳核算的結果很快就會變得相當混亂。」
部分專家也擔心，BECCS 帶來的經濟誘因可能驅使企業過度砍伐樹木與植物，以滿足所謂的「森林管理」或「防火需求」，尤其當越來越多 BECCS 設施投入運作、對這類原料的需求不斷攀升時，問題將愈發嚴重。
賓夕法尼亞大學克萊曼能源政策中心（Kleinman Center for Energy Policy）資深研究員 Danny Cullenward 表示：「一旦你開始捕捉廢棄物，就等於創造了生產廢棄物的誘因——因此必須非常謹慎，以免出現反效果的激勵機制。」
盡職調查
和多數科技巨頭一樣，Microsoft 的減碳腳步近年趨緩，主要受到 AI 資料中心耗能暴增的拖累。
然而，該公司仍被普遍視為少數積極清理自身碳足跡、並嚴選高品質碳移除專案的企業之一。Microsoft 長期與顧問機構 Carbon Direct 等專家合作，願意付出更高成本，以確保專案的真實減碳成效。
公司能源與碳移除高級主管 Brian Marrs 表示，這樣的審慎態度也延伸至 BECCS 合約：「我們希望每個專案都能帶來實質的環境效益。我們派出團隊長期追蹤，進行技術盡職調查、實地訪查、訪談各方利害關係人，最後由第三方技術顧問審核完整報告。」
Microsoft 補充指出，他們會驗證每個 BECCS 專案確實能達到「負排放」效果，並確認這些原料若未被利用，幾年內便會自然釋放碳回大氣。
CO280 執行長 Jonathan Rhone 也表示，公司與顧問機構、碳市場登錄單位及造紙廠緊密合作，確保遵循最高標準。他說，團隊會完整評估供應鏈中的碳流動，包括使用哪種生質材料、森林再生速度、運輸距離與總排放量等。
Rhone 表示，他們的典型專案每年可捕捉並封存約 85 至 90 萬公噸二氧化碳。初期計畫的捕捉率將達 50% 至 65%，未來目標超過 90%。此外，碳捕捉設備還能減少懸浮微粒、二氧化硫等污染物排放。
目前，CO280 正與美國墨西哥灣沿岸及加拿大的十家造紙廠洽談，每項專案成本動輒數億美元。Rhone 說：「我們想證明，BECCS 可以成為一套穩定、可重複、低風險的開發模式，為市場提供真正需要的東西。」
支持者認為，只要有嚴謹的產業規範，BECCS 有潛力帶來大規模的碳移除成果。然而，也有人擔心，它最終可能重蹈碳補償市場的覆轍——監管鬆散、效益被誇大。
勞倫斯利佛摩國家實驗室的 Roger Aines 認為：「這應該是可控的，但我們得時刻保持警覺。」
魔法般的效益？
即使碳會計方式複雜，BECCS 專案仍可能帶來氣候效益，特別是針對現有設施而言。
在運行中的造紙廠、發電廠或煉油廠加裝碳捕捉設備，至少能防止原本會持續排放的二氧化碳進入大氣，從氣候角度來看確實是一種進步。
然而，BECCS 的雄心早已超越現有工廠。去年，英國具爭議性的能源巨頭 Drax 宣布成立位於休士頓的新部門，目標是在美國或其他地區開發足以每年移除 600 萬噸二氧化碳的新 BECCS 專案。
近年來，也有許多公司建造或提議興建生質能電廠，不論是否配備碳捕捉系統——部分原因在於相關政策將這類設施歸類為「碳中和」。
但如果如 Searchinger 等學者所言，生質能在多數應用中並非真正碳中和，那麼這些未加濾淨的新電廠其實只是排放更多溫室氣體，而非從大氣中移除任何碳。若真如此，那將對依賴 BECCS 的企業氣候承諾，以及為此興建大量專用電廠所帶來的社會代價，提出嚴峻質疑。
因為用來生產能源的作物需要土地、肥料、殺蟲劑與勞動力——這些原本可用於為全球不斷成長的人口生產糧食。而對木材需求的增加，則促使林業砍伐更多森林，而森林原本正吸收並儲存大量二氧化碳，同時孕育多樣化的生態系。
Searchinger 指出，如果這些專案僅僅防止排放、而非真正移除碳，我們還不如在現有的天然氣電廠加裝碳捕捉與封存（CCS）設備。
許多企業傾向於認為「運用自然力量」來從空氣中吸收碳聽起來比削減化石燃料排放更好，但後者的發電成本更低、減排效率更高，且不會帶來砍伐森林的額外壓力。
他說：「人們以為這其中發生了某種魔法——彷彿生質能與碳捕捉的結合能產生大於兩者之和的奇蹟。但那並不是魔法，只不過是兩者的加總而已。」
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