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商傳媒|葉安庭/綜合外電報導
摘要

歐盟水泥產業在達成減碳目標時面臨嚴峻挑戰,因其製程本身會釋放大量二氧化碳,加上清潔技術成本高昂、替代材料供應有限,以及政策不確定性等因素,都讓水泥業的綠色轉型之路充滿變數。

歐盟水泥產業在實現減碳目標上,正遭遇技術與政策上的雙重不確定性挑戰。根據《Bioengineer.org》報導,一項發表於《Nature Communications》的研究指出,水泥生產不僅因能源使用而排放二氧化碳,其核心化學製程——石灰岩煅燒(calcination)——本身就是主要的碳排放來源。

在煅燒過程中,石灰岩會被加熱,以產生熟料(clinker),即波特蘭水泥的主要成分。這個過程無論使用何種能源,都會釋放出二氧化碳。除此之外,窯爐燃料、原物料及產品運輸、研磨加工設備電力,也都會產生額外的排放。由於二氧化碳排放深植於水泥的製造化學過程,該產業需要一系列多元的解決方案。

工業界常預設新技術會如期到位、成本會預期降低、公共政策會保持穩定。然而現實情況卻是,碳捕集系統可能延遲部署,替代膠結材料的供應受限,清潔氫氣的成本居高不下,且碳運輸基礎設施發展不均。同時,碳定價、排放法規、公共資金以及低碳建築材料的市場需求,也可能因政治優先考量的改變而波動。

為減少排放,混合水泥(blended cements)可替代部分熟料,使用如礦渣(slag)、粉煤灰(fly ash)或煅燒黏土(calcined clay)等補充膠結材料。然而,傳統替代品如礦渣和粉煤灰的供應,卻仰賴煉鋼和燃煤發電等同樣正在轉型的產業。煅燒黏土雖是較獨立的替代方案,卻需要額外加工並符合性能及建築標準。

針對製程排放,碳捕集與封存(carbon capture, utilization, and storage, CCUS)技術被視為重要解方。然而,捕集設備耗能甚鉅,且其所需的大規模基礎設施,如儲存地點、管道和許可系統,遠超出單一工廠範疇。CCUS 的氣候效益,更取決於高捕集率與長期的安全封存能力。此外,替代燃料和清潔熱能雖能減少燃燒排放,但窯爐所需的高溫,導致清潔電力、氫氣及永續生質能等有限資源的競爭日益激烈。

水泥廠資產壽命長達數十年,使得目前的投資決策對未來的碳排放產生關鍵影響。若政策訊號不明確,企業可能會延遲投資,或選擇較便宜、卻難以脫碳的設備。研究也提醒,若歐洲本土生產成本上升,而進口自氣候法規較寬鬆地區的產品更具競爭力,將可能導致「碳洩漏」(carbon leakage),即企業為規避碳稅將生產轉移至他國的現象。為了應對此風險,歐盟已祭出碳邊境調整機制(carbon-border policies),向進口商品課徵碳費,以平衡本土產業的碳成本。

該研究強調,水泥產業的減碳政策不能僅依賴個別技術的理論潛力。解決方案必須具備規模化、在不同情境下經濟可行,並獲得必要基礎設施的支持。面對不確定性,彈性規劃至關重要,包括推廣低熟料產品、提升能源效率、發展清潔熱能、準備 CCUS 基礎設施,以及制定獎勵經驗證減排量的政策。由於混凝土是道路、橋梁、住房及再生能源設施等基礎建設不可或缺的材料,水泥產業的脫碳對於更廣泛的能源轉型具有關鍵意義。

此議題被視為一項整合工程、經濟、法規和資源的戰略問題,需要系統性的綜合視角。對台灣水泥產業而言,歐盟所面臨的這些挑戰與轉型壓力,也提供了寶貴的借鑒,思考如何在技術革新與政策支持下,逐步邁向永續發展。