日韓鋼廠藍碳應用案例

藍碳機制與自然碳匯

        自然碳匯(Natural Carbon Sinks)係指透過生態系統的光合作用,將大氣中的二氧化碳等溫室氣體吸收並儲存回大自然中的過程。自然碳匯主要包含三大天然儲碳庫,統稱為三色碳:

  • 藍碳(Blue Carbon):儲存於紅樹林、海草床、潮汐鹽沼等海洋生態系統。
  • 綠碳(Green Carbon):儲存於森林、竹林等植物。
  • 黃碳(Yellow Carbon):儲存於農田、黑土、永凍土、旱地等土壤。

        根據圖3[1]所示,藍碳在總儲碳量和吸碳速率方面均表現為第一名,效益最優。儘管目前碳捕捉技術仍在發展中且成本較高,自然碳匯仍是當前碳移除市場的主流。這些新增的自然碳匯額度可轉換為碳權,在國際市場中進行交易,供國家或企業抵銷自身的碳排放量。

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圖3、天然儲碳庫(三色碳)比較

        植樹造林、涵養土壤、保護海洋,這類長期被歸為愛地球的ESG永續作為,未來可直接轉化為關乎企業利益的有效碳中和策略。近年研究發現,海洋沿岸大量生長的海藻,具備可透過多種不同方式進行碳吸存的生態功能,海藻在藍碳的貢獻也日漸受重視。

        目前雖有利用微藻來固碳並加值化的應用技術研究,如工研院使用來自產業排放的二氧化碳進行微藻固碳,再從微藻中提煉出生質燃料及高值化的產品。也有學者提出,海草每平方公里可吸收森林2倍的固碳量,若是取用綠藻中的微藻雨生紅球藻,則有植樹固碳的21倍效果,非常值得研究。不過,利用藻類固碳技術尚未成熟,因此目前還無法直接計入碳匯額度[2]

日韓鋼廠海藻藍碳應用實例

  1. 日本製鐵:爐渣資源化與海洋微量元素補充

        日本具有廣泛距離的海岸線,總長約3.5萬公里,擴大「藍碳」範圍的潛力十足,日本國內亦陸續展開相關行動。然而,日本沿海存在所謂的「磯燒」(rocky-shore denudation)問題,泛指原本海藻茂密生長的沿岸海域,海藻逐漸減少,導致海洋生態「沙漠化」的現象。「磯燒」的成因有很多,像是日照減少、工程破壞、海膽和魚類等生物吃掉太多海藻等;同時,由於陸地森林面積減少,河川中流入大海的腐植土(腐植酸)與二價鐵離子也會減少,進而影響海藻的發育[3]

        日本製鐵為解決海域「缺鐵」的問題,利用製鐵過程中的副產品:含鐵成份高的爐渣(二價鐵離子)和人工腐植土(腐植酸),混成給海洋的「肥料」,並將肥料包投放到沿岸海域,復育豐沛的海藻,成果頗為可觀。經過研究證實,有施肥海域的較海藻生育量沒施肥者者多達百倍[4]

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圖4、日本製鐵的海藻復育肥料包「Beverly Unit bag」

        爐渣也可以單獨做成人工石材,成為海藻等海洋生物附生的基座,用來復育海藻或漁場。用於海域的爐渣肥料與石材,由於很少溶出鹼,可以讓生物容易附著其上。也因為人工石材的原料來自鋼鐵製程,不需要再耗用天然原料,相較於水泥製品,最多可以減少75%的碳排。

        此外,著重於海藻在碳吸存的潛力,已有企業與大學教授於2017年成立「藍碳研究會」。由於日本已揭示2050年前溫室氣體排放量削減80%的長期目標,而經過「藍碳研究會」的試算,未來日本國內最多約有1%(910萬噸)的二氧化碳排放量將可望由藍碳來因應。

  1. 韓國浦項製鐵:Triton®鋼渣基人工魚礁專案

        韓國海岸同樣面臨「磯燒」問題,為解決爐渣去化與磯燒問題,韓國政府與企業從2009年起就開始合作打造由海藻類植物組成的海洋林,以期貢獻於國家碳中和目標。慶尚北道與浦項市政府為培育海洋林,已將浦項虎尾串一帶海域指定為海洋生態系保護區,並著手申請藍碳國際認證,目標是到2030年創造54,000公頃的海生森林。浦項市長李康得表示,未來會設置環東海藍碳中心,專門進行利用海藻實現碳中和的相關研究[5]

        而浦項製鐵海底森林則為其中一項專案,該公司與研究機構工業科技技術研究院(RIST)合作,開發名為Triton®的鋼渣基人工魚礁,Triton®人工魚礁其成分為85%的礦渣骨材、15%的礦渣水泥以及水和外加劑[6]。鋼渣內富含的鈣和鐵等礦物質可有效促進海藻生長與光合作用。亦因其高重力和強度,能夠抵禦颱風和海嘯,並具有強大的抗海水腐蝕能力。

        研究顯示,每公頃Triton®海洋林每年可捕捉15.7至16.6噸的CO2,Triton®人工魚礁不只提供海藻良好的生長環境,亦成為了魚類、貝類等海洋生物的棲息地和產卵場,培養良好的沿海生態系統,進而增加該地的魚類捕撈量。最初,浦項製鐵免費提供爐渣給當地漁礁製造商,使其可以合理價格生產品質穩定的人工魚礁,而後將該技術轉移。Triton®的鋼渣基人工魚礁專案提供固碳、爐渣去化、海洋環境改善等一系列永續效益[7]

結論

        日韓鋼廠將製鐵副產品應用於藍碳復育,展現循環經濟與氣候行動的典範 。日本製鐵利用含鐵爐渣製成海洋「肥料包」,成功復育海藻,並用爐渣生產人工石材,減少CO2排放。浦項製鐵則開發Triton®鋼渣基人工魚礁,不僅去化鋼渣,魚礁富含的礦物質亦能有效促進海藻生長與光合作用,成為海洋生物的棲息地,帶來固碳、去化、生態改善的多重永續效益。

        這些案例有力地證明,鋼鐵業作為高耗能產業,能透過創新技術和副產品資源化,將其生產鏈中的廢棄物轉化為國家實現碳中和目標的積極貢獻。對於台灣鋼鐵產業而言,此趨勢提供了在在地化副產品去化、海洋生態保育與未來碳權佈局上值得借鑑的戰略方向。