一、前言
隨著全球氣候變遷加劇，各國必須在2050年前達成淨零排放。然而，即便快速推動能源轉型與深度減排，部分難以減排部門仍將殘留溫室氣體排放。為抵銷這些殘餘排放，主動從大氣中移除既存二氧化碳並進行長期封存的「碳移除（Carbon Dioxide Removal, CDR）」已成為全球共識。根據《The State of Carbon Dioxide Removal 2024》^[1] 估算，全球到2050年每年需移除7 Gt至9 Gt二氧化碳；澳洲氣候變遷署（Climate Change Authority, CCA）亦預測，澳洲屆時每年需移除約133 Mt至200 Mt二氧化碳。

為回應此挑戰，澳洲聯邦科學及產業研究組織（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, CSIRO）發布《澳洲碳移除路徑圖》，透過量化澳洲新型CDR技術的技術潛力與成本曲線，提出產業發展與政策建議。

報告將CDR分為兩大類：傳統型與新型。傳統型方法包括造林（afforestation）、再造林（reforestation）與土壤碳封存（soil carbon sequestration），技術成熟（Technology Readiness Level, TRL 8–9），短期成本較低（全球平均每噸二氧化碳約18~24澳元），但面臨土地競爭、飽和效應與氣候逆轉風險。相較之下，新型CDR儲存年限可達數百年至數千年，土地占用較小，但目前成本高、能源需求大，仍需大規模研發與示範。

本報告摘錄四種代表性新型CDR技術，包含需要大量再生能源電力驅動的直接空氣捕獲與封存（DAC+S, Direct Air Capture and Storage）與海洋鹼度增強技術（Ocean Alkalinity Enhancement, OAE），以及需要將原料從源頭運輸到目的地的生物質碳移除與封存（Biomass Carbon Removal and Storage, BiCR+S）和增強礦物風化技術（Enhanced Rock Weathering, ERW），並提出研發和規模化策略的行動和建議。

二、四大新型CDR技術潛力
(一) 直接空氣捕獲與封存（Direct Air Capture + Storage, DAC+S）
利用固體吸附劑或液體吸收劑過程從大氣中捕獲 CO₂，並將其永久儲存在地質構造中，但其化學吸附過程需要大量能量進行吸附劑再生。儘管目前能耗與成本極高，但其場址選擇靈活且具備極高的移除潛力。預估至2050年每年可移除達216 Mt二氧化碳，每噸二氧化碳成本約400至480澳元。

(二) 電解式海洋鹼度增強 (Ocean Alkalinity Enhancement, OAE) 
透過電化學方式提升海水鹼度，增加海洋吸收大氣CO₂的能力。報告認為這是一種極具前景的路徑，特別是與現有的淡化廠基礎設施共建時，可顯著降低初始成本。澳洲未來將透過與海水淡化廠共址，預估至2050年每年可移除約7 Mt二氧化碳，每噸二氧化碳成本80至390澳元。

(三) 生質碳移除與封存（Biomass Carbon Removal + Storage, BiCR+S）
將生物質轉化為穩定形式（如生物炭）或在轉化過程中捕獲高純度每噸二氧化碳進行封存。預估至2050年每年可移除88 Mt二氧化碳，每噸二氧化碳成本約140至260澳元。

(四) 強化岩石風化（Enhanced Rock Weathering, ERW）
將磨碎的矽酸鹽岩石撒在農地上，加速自然的化學風化反應以移除二氧化碳，同時與農業創造雙重效益，如改善土壤健康，易於獲得農民支持。預估至2050年每年可移除達22 Mt二氧化碳，每噸二氧化碳成本約190至280澳元。

三、研發與規模化行動路徑建議
(一)直接空氣捕獲與封存 (DAC+S)
其最大挑戰在於初期資本成本極高與能源需求龐大。因此，未來行動應優先降低資本支出與營運成本，包括發展模組化設計、建立在地製造能力與標準化設備規格，以透過規模化生產降低成本。同時需改良固態吸附材料（solid sorbents），提升吸附與再生效率並延長材料壽命。此外，DAC 必須搭配低碳或再生能源電力來源，避免因高耗能而抵銷減碳效果，因此擴充再生能源容量並與能源基地共址被視為關鍵策略。報告亦強調應加強地質封存場址調查與長期監測（Measurement, Reporting and Verification, MRV）制度建置，以確保儲存安全與社會信任。整體目標是透過技術學習曲線與產業規模化，使2050年成本下降至具有競爭力的水準。

(二)海洋鹼度增強 (OAE)
未來具有高度發展潛力，但科學不確定性與MRV困難度較高，因此未來行動應以降低不確定性為優先。首先需要進行場址可行性評估，包括海流條件、水體混合模式與生態影響分析，特別是與海水淡化廠共址的可行性。其次應優化電解槽（electrolyser）效率與壽命，降低能源消耗與設備成本。報告同時強調建立專屬且透明的MRV體系，結合現場測量與海洋模型，確保碳移除量可驗證並符合碳市場標準。此外，必須進行長期環境風險研究，建立適應性管理機制，以提升社會與監管機構的信任。

(三)生物質碳移除與封存 (BiCR+S)
未來行動重點在於建立穩定且可持續的生質料供應鏈。首先應建立全國性生質料盤點與分配策略（National Biomass Inventory），優先利用農業殘渣、林業廢料與都市固體廢棄物，避免與糧食生產或既有產業產生競爭。其次需優化供應鏈與物流設計，例如發展區域型集散中心並與現有能源或工業設施共址，以降低運輸與預處理成本。技術面上則應提高碳轉換效率、改良熱裂解（pyrolysis）或燃燒整合設計，同時與地質封存基礎設施協同發展。報告強調，BiCR+S 的擴張必須在糧食安全、生態保護與社會接受度之間取得平衡。

(四)強化岩石風化 (ERW)
其優勢在於可與農業系統整合，但碳移除速率與測量方式仍存在變異與不確定性。因此未來行動應加強田間長期試驗，評估不同土壤類型與氣候條件下的反應速率，並建立標準化的土壤與徑流監測方法以提升MRV準確性。同時需優化供應鏈，善用既有採石場副產品，降低研磨與運輸能耗。報告亦建議透過示範計畫彰顯土壤改良與作物生產的共益，提升農民參與誘因與社會接受度，使ERW成為兼具農業轉型與氣候減緩功能的方案。

(五)跨領域支持行動
除了個別技術行動外，報告提出跨技術的共通推動策略，包括將新型CDR納入澳洲碳市場機制、考慮設定新型CDR國家目標、建立統一且高可信度的MRV標準、發展零排放供應鏈，以及促進與社區及原住民族（Traditional Owners）的合作。報告強調，未來十年是關鍵，若能及早建立技術成熟度與制度基礎，澳洲不僅可滿足國內淨零需求，亦可在國際碳移除市場中取得領導地位。

[1] Smith SM, Geden O, Gidden MJ, Lamb WF, Nemet GF, Minx JC, Buck H, Burke J, Cox E, Edwards MR, Fuss S, Johnstone I, Müller-Hansen F, Pongratz J, Probst BS, Roe S, Schenuit F, Schulte I, Vaughan NE (Eds) (2024) The State of Carbon Dioxide Removal 2024 – 2nd Edition. <DOI:10.17605/OSF.IO/F85QJ>