食品廢棄物未來可能成為重要的減碳工具，研究人員開發出一種由食品加工廢料製成的可重複使用微小珠體，能直接從空氣中捕捉二氧化碳。記者許若茵／編譯

食品廢棄物未來可能成為重要的減碳工具，研究人員開發出一種由食品加工廢料製成的可重複使用微小珠體，能直接從空氣中捕捉二氧化碳。

[caption id="attachment_71629" align="aligncenter" width="1024"] 食品廢棄物未來可能成為重要的減碳工具，研究人員開發出一種由食品加工廢料製成的可重複使用微小珠體，能直接從空氣中捕捉二氧化碳。（示意圖／123RF）[/caption]

根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）最新評估報告所提出的氣候情境，若要長期將全球暖化控制在1.5°C以下，除了大幅減少溫室氣體排放外，還需要能夠移除並儲存大氣中數千億噸二氧化碳的技術。

其中受到愈來愈多關注的方法之一，是直接空氣捕捉（DAC）技術，可直接從空氣中移除二氧化碳，研究機構與新創企業多年來持續改良DAC系統，2009年由蘇黎世聯邦理工學院衍生創立的Climeworks，是此領域最早商業化的企業之一。然而，直接空氣捕捉至今仍面臨成本高昂與能源需求龐大的挑戰。

蘇黎世聯邦理工學院研究團隊如今提出新的DAC方法，有望提升效率與永續性。研究成果刊登於《PNAS》期刊，由材料科學家Raffaele Mezzenga領導的團隊利用乳製品與豆腐製造過程產生的廢棄副產品來捕捉二氧化碳。

乳製品與豆腐生產過程中會產生大量富含蛋白質的液體，僅有少部分會被再次利用於食品製造，其餘大多遭到丟棄，研究人員從這些廢棄液體中萃取蛋白質，組裝成稱為類澱粉纖維的長鏈結構，再與氫氧化鉀結合，製成直徑約0.5至1公分的多孔珠體，這種材料如同海綿，可藉由氫氧化鉀吸收大量二氧化碳，當珠體暴露於空氣中時，內部的氫氧化鉀會與二氧化碳反應，形成碳酸氫鹽，藉此將二氧化碳從大氣中移除。

研究第一作者、Mezzenga團隊博士後研究員Zhou Dong表示，在環境空氣測試中，每克材料可捕捉97毫克二氧化碳，根據Dong說法，這項表現相當突出，較傳統DAC技術高出10%至50%，團隊估算，每公斤蛋白質珠體在單次運作循環中理論上可捕捉並封存100公克二氧化碳。

目前大多數直接空氣捕捉系統需透過加熱與負壓方式，將吸附材料中的二氧化碳釋放出來，再進行封存或轉化利用，以達到長期移除效果，然而產生熱能需要消耗大量能源，因此DAC通常只有在再生能源充足地區才較具經濟與環境效益。

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蘇黎世聯邦理工學院團隊則開發出不同方案，為釋放已捕捉的二氧化碳，研究人員以溫和酸液與鹼液交替噴灑蛋白質珠體約10分鐘，並在室溫下完成操作，此過程可破壞固定二氧化碳的化學鍵結，使二氧化碳被回收，酸液、鹼液以及蛋白質珠體之後皆可重複使用。

Dong表示，目前用於捕捉二氧化碳的合成材料通常很快便會分解，相較之下，蛋白質珠體可長時間保持穩定，實驗室測試顯示，珠體經過30次捕碳與釋碳循環後，效率並未出現明顯下降，研究團隊指出，即使未來經過數千次循環後吸附能力逐漸降低，需要更換材料，這些珠體仍可作為農業肥料使用，或轉化為生質燃料，由於材料完全由有機物組成且可生物分解，因此有望自然融入循環經濟模式。

團隊也進行生命週期分析，結果顯示，與現有DAC技術相比，新方法在整體生命週期內造成的環境污染較少，不過研究人員提到，仍需進一步研究確認該技術能否有效擴展至工業規模，以及在大型系統中是否能維持相同的二氧化碳捕捉效能。

雖然團隊尚未計算利用此系統移除每噸二氧化碳的確切成本，但Mezzenga預期其成本將明顯低於傳統直接空氣捕捉技術，這項技術因能耗低且原料來自廣泛存在的廢棄物，因此成本更低、永續性更高，未來有機會成為大氣二氧化碳移除領域的重要轉捩點。

資料來源：scitechdaily

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最新研究顯示，在降低大氣中二氧化碳的策略中，再生能源比直接空氣捕捉碳技術更具成本效益。記者許若茵／編譯

最新研究顯示，在降低大氣中二氧化碳的策略中，再生能源比直接空氣捕捉碳技術更具成本效益。

[caption id="attachment_81108" align="aligncenter" width="1024"] 最新研究顯示，在降低大氣中二氧化碳的策略中，再生能源比直接空氣捕捉更具成本效益。（圖／123RF）[/caption]

為避免氣候變遷帶來最嚴重的影響，全球必須同時推動再生能源轉型與擴大碳移除技術。然而兩者成本皆高，研究指出，美國應優先投資再生能源，而非昂貴且耗能的直接空氣捕捉技術。

該研究發表於Communications Sustainability，結果顯示，在2050年前美國各地區，將資金投入風力或太陽能發電，比投入直接空氣捕捉技術，能帶來更大的氣候與公共健康效益。

研究作者之一、波士頓大學環境健康助理教授Jonathan J.Buonocore表示，研究的核心問題是，若有1億美元用於減少大氣中的二氧化碳，應如何分配才能達到最佳效果。

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研究發現，將這筆資金投入風力或太陽能，特別是在以煤炭為主的電網中，可減少更多二氧化碳，同時也能降低空氣污染，而直接空氣捕捉無法達到相同效果。

減碳策略主要分為兩種方向，一是透過再生能源取代化石燃料，避免新的碳排放，另一是透過碳移除技術減少已存在於大氣中的二氧化碳。氣候變遷政府間專門委員會認為，兩者對穩定全球氣溫上升皆不可或缺。

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碳移除方式包括自然系統如土壤、森林與海洋，也可透過人工技術強化，而直接空氣捕捉則是近年發展較為積極的方式之一，然而該技術目前仍面臨高成本、高能源需求與規模化困難等問題。

研究團隊透過模型比較在相同資金下，直接空氣捕捉與再生能源的氣候與健康效益，並以碳的社會成本衡量減碳效益，同時評估減少空氣污染對死亡風險的影響。

由於直接空氣捕捉尚處早期階段，研究設計四種效率情境，從目前商業水平到突破性技術進展進行分析，結果顯示，只有在效率提升約七倍、成本降至目前一成的突破情境下，直接空氣捕捉才可能優於再生能源。

研究指出，直接空氣捕捉僅能移除二氧化碳，而再生能源則可同時減少細懸浮微粒、氮氧化物與二氧化硫等污染物，因此帶來更大的公共健康效益，甚至在目前技術條件下，與電網連結的直接空氣捕捉，在2050年前產生的溫室氣體與空氣污染損害，可能高於其減少的排放量。

研究強調，這並不意味應放棄直接空氣捕捉，而是指出在短期內應優先投資再生能源，研究團隊建議，更具成本效益的做法是先透過再生能源與減碳措施停止二氧化碳排放，之後再利用直接空氣捕捉清除剩餘的碳排放。

資料來源：gizmodo

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來自太空的微隕石雖然體積微小，卻蘊含豐富線索。德國研究團隊近期分析數百萬年前落在地球、經化石化保存下來的微隕石，透過其所含的氧同位素，重建古大氣中二氧化碳（CO₂）濃度，研究結果刊登於《Communications Earth and Environment。》。記者林育如／編譯

來自太空的微隕石雖然體積微小，卻蘊含豐富線索。德國研究團隊近期分析數百萬年前落在地球、經化石化保存下來的微隕石，透過其所含的氧同位素，重建古大氣中二氧化碳（CO₂）濃度，研究結果刊登於《Communications Earth and Environment。》。

[caption id="attachment_191390" align="alignnone" width="822"] 從微隕石讀懂千萬年前大氣，科學家解碼史上最古老二氧化碳水平。（圖／AI生成）[/caption]

根據研究，這些微隕石落地時，因進入大氣層高速燃燒而與大氣中的氧氣發生反應，將氧氣「封存」在隕石內部結構中。這種金屬含量高、氧氣含量低的特殊構造，讓它們能如時光膠囊般，保存古代大氣成分的證據。

研究第一作者、德國波鴻魯爾大學同位素地球化學家查諾（Fabian Zahnow）表示，微隕石幾乎無所不在，即使是現代，也可從屋頂或湖底輕易取得。不過這次研究的重點是化石化的古代樣本。

研究團隊分析了從歐洲地區沉積岩中篩選出的92顆富鐵微隕石，加上來自私人收藏的8顆，共計100顆樣本。為確保分析準確，他們進一步檢測是否遭地球水分污染，因為水中的氧同位素會混淆結果。其中只有4顆樣本未顯示被水污染的跡象，可作為可信的分析對象。

這4顆微隕石分別來自中新世（約900萬年前）與晚白堊紀（約8700萬年前），其氧同位素組成顯示，當時大氣中二氧化碳濃度約為250至300百萬分之一（ppm），略低於現代的420 ppm。

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這些數據與過去模型模擬的結果相符，不過英國倫敦帝國學院行星科學家根奇（Matt Genge）指出，樣本數過少導致結果仍有高度不確定性，難以據此下定論。他認為此研究是「勇敢的嘗試」，方法嚴謹，未來若能蒐集更多保存良好的樣本，尤其是來自二氧化碳異常偏高時期（如三疊紀），將有助更清楚了解地球氣候與生命演化的歷史。

研究人員表示，希望未來能找到更多未受污染的古代微隕石，進一步驗證高二氧化碳時期是否真如模型所示，對理解地球過去的氣候與生命反應具有重要意義。

資料來源：Science.org 、EOS、Space.com

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在本集節目中，深入探討了「燃燒能源」的原理，特別著重於石化燃料，並指出其主要缺點包括：資源有限和溫室效應。為了應對這些問題，音訊介紹了生質能源，強調其永續性，因為它屬於「碳循環」的一部分，有助於減輕二氧化碳排放。在本集節目中，深入探討了「燃燒能源」的原理，特別著重於石化燃料，並指出其主要缺點包括：資源有限和溫室效應。為了應對這些問題，音訊介紹了生質能源，強調其永續性，因為它屬於「碳循環」的一部分，有助於減輕二氧化碳排放。接著，內容詳細分析了生質酒精和生質柴油的優缺點，例如前者會增加氮氧化物排放且能量密度較低，後者則閃火點高較安全，但也可能降低引擎性能並有低溫凝結的問題。最後，音訊討論了這些生質燃料在實際推廣中遇到的挑戰，包括成本、糧食供應衝擊及燃料品質等。

📌 本集亮點：

• 燃燒能源困境：效率低與有限性：
  燃燒能源轉換效率僅20-30%，且石油、天然氣等資源有使用年限，終將用盡
• 石化燃料造成溫室效應：
  燃燒石化燃料會產生大量二氧化碳，累積在大氣中形成溫室效應，導致地球暖化、冰山融化
• 生質能：利用生物體永續循環：
  生質能利用生物質將碳固定在植物體內，燃燒後排出的二氧化碳又被植物吸收，形成碳循環，有助於減輕溫室效應
• 生質酒精汽油優缺點分析：
  生質酒精汽油能減少二氧化碳排放，但會增加氮化物排放、熱量較低、耗油量增加30%，且需大量種植植物，可能影響糧食供應
• 生質柴油面臨普及化挑戰：
  生質柴油可減少80%二氧化碳排放，燃燒閃火點高較安全，但也增加氮化物排放、馬力扭力降低，且雲點低易凝固阻塞油路，過去推廣也因品質問題受阻。

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淨零排放已是全球趨勢，經濟部能源局為提前因應「碳封存」國際發展，已參考國際作法，結合台電、中油等公司，透過碳封存示範驗證，取得相關科學數據，進而建構台灣碳封存的先期經驗，防止二氧化碳回到空氣中

記者／陳士勳

淨零排放已是全球趨勢，經濟部能源局為提前因應「碳封存」國際發展，已參考國際作法，結合台電、中油等公司，透過碳封存示範驗證，取得相關科學數據，進而建構台灣碳封存的先期經驗，防止二氧化碳回到空氣中。

許多國家都開始發展碳捕捉和排放技術。示意圖：123RF

經濟部表示，碳捕捉及封存可從燃煤、燃氣發電廠或工廠排放氣體中，捕捉二氧化碳，並灌注於合適場址的數公里深處地層，使二氧化碳不再回到空氣中，現今許多國家已將火力發電廠、煉鋼廠等工廠排放出的二氧化碳，給捕捉下來封存，預估每年約0.45億噸的捕捉總量，相當台灣每年碳排總量的1/6，或是11萬座大安森林公園的二氧化碳吸收量。

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經濟部指出，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）、國際能源總署（IEA）等國際組織均多次強調碳捕捉及封存的重要性，該技術在美國、加拿大、挪威等國家皆有商業運轉封存實例，日本甚至完成30萬噸碳封存示範，而台灣現階段也展開相關示範推動，像台電、中油也都陸續規劃試驗場域鑽井、建置地面設施建置及環境監測，預定114年啟動灌注，期許能幫台灣於2050年達成淨零排放目標。

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編譯／莊閔棻 電子燃料並不是新的，但由於對永續交通的需求不斷增加，這項技術越來越受到關注。但到底電子燃料是什麼 …

編譯／莊閔棻

電子燃料並不是新的，但由於對永續交通的需求不斷增加，這項技術越來越受到關注。但到底電子燃料是什麼？它可以幫助汽車實現無二氧化碳排放嗎？那如果可以，德國又為什麼要對這項技術喊停？

• 什麼是電子燃料？

電子燃料，如電子煤油、電子甲烷或電子甲醇等，是由捕獲二氧化碳，與可再生或無二氧化碳電力提取的氫氣合成而成的，並可以用於傳統引擎。這些燃料在引擎中使用時向大氣中釋放二氧化碳。而人們的想法是，這些排放物與生產燃料時從大氣中取出的數量相等，使其在整體上實現二氧化碳中立。

• 誰在製造這些汽車？

大多數主要的汽車製造商都把賭注押在電池電動車上，並將這項技術作為減少汽車二氧化碳排放的主要途徑。但有很多供應商和石油巨頭就為電子燃料辯護，一些汽車製造商也不希望他們的車輛被沉重的電池拖累。

目前，電子燃料還沒有大規模生產。世界上第一個由豪華汽車品牌保時捷支持的商業工廠於2021年在智利開張，目標是每年生產5.5億升。其他計畫中的工廠包括挪威的Norsk e-Fuel，將於2024年開始生產，但重點是航空燃料。

• 電子燃料可以淨化汽車嗎？

電子燃料可以用於今天的燃油汽車，並透過現有的化石燃料物流網路進行運輸，這對燃油汽車零件製造商，和運輸汽油及柴油的公司來說是個好消息。

支持者表示，電子燃料不但提供了一條減少我們現有車二氧化碳排放的途徑，也讓我們不需要將每輛車都換成電動車；批評者則強調，製造電子燃料是非常昂貴和能源密集型的。根據2021年的一篇論文，在燃油汽車中使用電子燃料，需要比運行電池電動汽車多出大約五倍的可再生電力。

• 哪些公司支持？

德國的大型汽車零件供應商，如博世（Bosch）、采埃孚（ZF Group）和馬勒（Mahle），以及從埃克森美孚（Exxon Mobil）到雷普索爾（Repsol S.A.）等石油和天然氣巨頭，都是行業遊說團體電子燃料聯盟的成員；而福斯汽車、保時捷和馬自達等汽車製造商也都廣泛支持這項技術。保時捷持有電子燃料生產商HIF Global的股份；與此同時，BMW向電子燃料新創公司Prometheus Fuels投資了1250萬美元，同時還在電池、電力技術方面投資了數十億美元；包括大眾和賓士在內的其他汽車製造商也都押注在這項技術上。

• 德國

德國在最後一刻宣布反對歐盟的法律，即：在2035年停止銷售排放二氧化碳的汽車，並在該日期之後只允許銷售使用電子燃料的新燃油汽車。

除了德國以外，也有其他幾個國家對此法律感到擔憂。總的來說，雖然電子燃料有可能顯著減少汽車的二氧化碳排放量，因為它們可以使用可再生能源製造，並且可以用於現有車輛而無需修改馬達或基礎設施。然而，電子燃料目前的成本高於傳統化石燃料，可能需要對基礎設施進行大量投資才能大規模生產和銷售。

一些政策制定者就認為，電子燃料應保留給難以實現碳化的部門，如航運和航空。畢竟，與汽車不同，它們不能簡單的改成電動電池。

參考資料：Reuters

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(譯者／Elisa) 木材是一種可再生能源，但需要多年時間生長與更迭，尤其人類活動帶來的破壞，加長森林資源恢復 …

(譯者／Elisa)

木材是一種可再生能源，但需要多年時間生長與更迭，尤其人類活動帶來的破壞，加長森林資源恢復期，於是人們轉為使用人造板（Engineered wood）。這種由多種木片結合的可持續性木材，使用的材料也比實木少，因此成為傳統建築材料常用的環保替代品。

不過人造板容易變形，破壞結構完整性，縮短使用壽命。美國德州萊斯大學科學家就研發出一種比天然木材更堅固的特殊木材，還能吸收週遭二氧化碳，幫助減少碳排放。開發團隊首先以「由上往下」的工法處理木材，去除有顏色的部分，剩下的材料形成一個分層的多孔結構，再把材料浸泡在含有「金屬有機骨架」（Metal-Organic Framework, MOF），這個高效吸收材料微粒的溶液裡。開發者選用的MOF材料名為CALF-20，在不同環境與條件下性能都比其他同類產品要好。

科學家用「由上往下」工法處理的木材來模仿原木材自然結構，也更容易吸收MOF材料溶液。這款新型人造板不只能捕捉和保留二氧化碳，對氮氣和水蒸氣也有同樣功能。研究團隊看好新型人造板能廣泛應用在建築與製造家具上，作為傳統材料的環保替代產品，也正著手分析新木材的發展性與商用可能性。

資料來源：Interesting Engineering

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記者／陳士勳 國立中山大學光電工程學系助理教授李炫錫，以硫化錫／石墨氮化碳奈米結構為光觸媒，將二氧化碳轉化為甲 …

記者／陳士勳

國立中山大學光電工程學系助理教授李炫錫，以硫化錫／石墨氮化碳奈米結構為光觸媒，將二氧化碳轉化為甲烷，「該製備技術非常符合目前半導體產業的基礎設施，應能大規模應用。」且克服以塊狀硫化錫為基底的光觸媒，所帶來的侷限，更期許研究成果能紓解石化燃料價格的上漲，及減緩全球暖化現象。

李炫錫表示，二氧化碳經光觸媒轉化的技術得追溯到1978年，「有很多科學家和工程師，一直以來都致力於開發此項技術，包含設計新材料或改進現有材料。」不過想經該技術，從二氧化碳轉化出燃料的生產效率和選擇性，仍是巨大挑戰。

李炫錫指出，為了探討光能轉換的相關應用，尤其是光觸媒系統與奈米結構材料製備，試圖開發儲量豐富、無毒、高效率的吸光材料，於是便以雕刻薄膜技術和簡單的浸漬法，研發出硫化錫／石墨氮化碳微結構的奈米複合薄膜，其光觸媒更展現出百分之百的選擇性甲烷產率，並可穩定運行超過10小時，「這在以金屬硫化物為基底的觸媒中，產率算是最高的。」

李炫錫強調，對比過往方法，該光觸媒的製備過程較為簡單、安全且環保，還能將二氧化碳轉化為穩定性高且可回收的甲烷，期望能藉此減少大氣中的二氧化碳含量，以面對全球暖化和環境劇變的衝擊，「未來可應用於轉化工業排放的二氧化碳，為解決環境問題提供有效解方。」

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全球暖化趨於嚴重，二氧化碳的含量呈指數上漲，如何清除過量的二氧化碳成為迫切需要解決的議題。 海洋佔了地球面積約 …

全球暖化趨於嚴重，二氧化碳的含量呈指數上漲，如何清除過量的二氧化碳成為迫切需要解決的議題。

海洋佔了地球面積約9成，也意味著其擁有大量儲存二氧化碳的潛力，如何建立一個健康的海洋，以達到冷卻地球的成效，成了科學家重要的議題。自然界中，來自陸地的養分通過河流中的砂石、泥土抵達海洋，為浮游生物提供養分。這些生物會吸收大量的碳，並在死亡的時候與多餘的碳元素一起沉入海底。

「幾個世紀以來，生活在陸地上的人們通過為土地施肥獲得農作物；相同道理，也許我們可以透過對海洋施肥來減少二氧化碳的排放。」研究員Hochella說道。他們的研究顯示，添加精心設計的材料組合可以有效地為海洋施肥，並加速這自然過程，以幫助去除海洋中多餘的二氧化碳。這種透過浮游生物帶走碳元素以達到降低二氧化碳的方式，已經被確定能在未來數千年中安全有效地移除大氣中的碳元素。

「在這一點上，時間至關重要。為了應對不斷上升的氣溫，我們必須降低全球範圍內的二氧化碳水平，特別是將海洋作為二氧化碳大儲缸，為我們提供冷卻地球的機會。」Hochella說。

從他們的分析當中，研究人員認為工程奈米粒子提供了幾個有吸引力的屬性。像是它們可控性高，且可以針對不同海洋環境進行調整。粒子的表面塗層可以幫助顆粒附著在浮游生物上，其中一些具有吸光性的顆粒還能讓浮游生物消耗並使用更多二氧化碳。在不同海洋環境中，粒子也能進行專門調整，例如:一個區域可能鐵基顆粒的表達效果更好；而矽基顆粒則在其他區域更加有效。

多項研究人員所發表的研究顯示，許多無毒的金屬-氧材料能安全地促進浮游生物生長。他們表示，這些材料的穩定性、地球的豐富度和製造的便利性提供浮游生物肥料更多選擇。

該團隊還分析創建不同粒子的成本。製造這些材料的成本雖然較添加非工程材料要昂貴，但相對也有效許多。（編譯／高晟鈞）

資料來源:PHYS.ORG

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因應全球對綠色供應鏈的要求，以及歐盟2023年施行碳邊境調整機制的衝擊，經濟部技術處積極投入淨零碳排技術研發， …

因應全球對綠色供應鏈的要求，以及歐盟2023年施行碳邊境調整機制的衝擊，經濟部技術處積極投入淨零碳排技術研發，近日補助台塑、成功大學、南台科大及工研院共同建置全台第一套「二氧化碳捕捉及再利用」前導示範場域，以完整的二氧化碳捕獲、氫氣純化、轉化再利用3大系統的循環經濟模式，試運轉至今有初步成果，每年可捕獲製程排放的36噸二氧化碳，並將轉化為12噸甲烷等化學品，未來將逐級放大示範場域，擴大減碳效益，共同邁向淨零轉型。

經濟部為了因應2050淨零碳排目標，提出了2×2轉型架構，讓能源與產業先實現低碳，再變成零碳，因此技術處在未來4年規劃投入約100億科研經費進行淨零碳排技術研發，並以3大策略方向進行布局，包含研發新的減碳製程技術、投入氫能源技術應用開發，以及完備運具電動化及開發戰略材料。

開發方面可提升續航力的高能量鋰金屬固態電池、國內自主輪邊馬達驅動自主技術與產品。碳捕捉利用部分，開發低成本的CO2捕捉創新技術、推動CO2捕捉再利用轉化為低碳化學品的創新技術、推動CCUS成功經驗複製擴散等方向進行，期望加速CCUS產業化技術研發並擴大應用規模，估計逐級放大後，可達到年百噸的二氧化碳捕獲等級。

除了石化產業之外，未來還可運用在鋼鐵、電廠等多元產業，進而帶動破億元以上的投資，協助企業加速邁向低碳製造及減碳，提升台灣產業競爭力，達到2050淨零排放目標。（記者／竹二）

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