一、前言
《巴黎協定》為具有法律約束力的氣候協定，各方承諾在2030年之前將排碳量至少減少40%。減少碳排放和推動電氣化在全球市場中愈來愈重要，工業4.0和數位化技術變革因而成為產業轉型的關鍵所在。而碳捕獲、再利用及封存(Carbon Capture Utilisation and Storage, CCUS)技術可協助難以減少碳排的產業減碳，在全球工業脫碳趨勢中扮演重要角色。

然而，由於CO2快速相變化特性，因此碳捕獲、利用和儲存(Carbon Capture, Utilization, and Storage, CCUS)為相當複雜、耗能的過程，而數位化解決方案及人工智慧技術可透過數據分析降低資產風險。例如：可應用於水泥、化學工業、石油和天然氣、鋼鐵、化學肥料和廢棄物發電產業的電力監控系統(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)系統、分散式控制系統(Distributed Control System, DCS)，以及可程式化的邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)等技術。因此，企業除增加對CCUS基礎建設的投資外，更以數位化解決方案改善製程效率及增進安全性。

二、CCUS價值鏈(圖一)
CCUS價值鏈主要包含碳捕獲、輸送、再利用及儲存四個階段，預計2030年數位化解決方案的市場規模可達110.3億美元，2022-2030年的CAGR則成長33.2%。
1.碳捕獲
碳捕獲系統係整個CCUS價值鏈中最為關鍵的部分，包含吸收器、泵、熱交換器、冷凝器、壓縮機等多樣複雜設備，且需要與監測壓力、溫度、CO2濃度和溶劑等關鍵參數的儀器連接，而數位化解決方案可幫助收集和分析這些製程參數，作為決策依據。
碳捕獲的數位化解決方案市場預計從2022年5.87億美元成長至2030年的44.16億美元，年複合成長率達28.7%。

2.碳輸送
捕獲CO2後，需透過管道、船舶、鐵路、卡車輸送，再被利用或儲存。而在輸送之前，尚需經過壓縮的相變化程序，但CO2迅速的相變化可能對管道造成重大損害。因此，持續監控輸送過程的數位化解決方案(例如：監控溫度、壓力、洩漏檢測和管道完整性等等關鍵參數)對於避免相變至關重要。
碳運輸是最關鍵的應用領域之一，其數位化解決方案市場預計從2022年9570萬美元成長至2030年的29.82億美元，年複合成長率達53.7%。

3.碳再利用
CO2可透過多種方式再加以利用，目前最為常見的利用技術為提高石油採收率(Enhanced Oil Recovery, EOR)。數位化解決方案可用於確定CO2注入速率、CO2濃度，並分析儲存層特性和進行能源管理。
碳再利用的數位化解決方案市場規模較小，預計從2022年2.35億美元成長至2030年的5億美元，年複合成長率達9.9%。

4.碳儲存
CO2被捕獲和輸送後，將儲存於枯竭的油氣田或含水層中，而數位化解決方案可以協助營運商建立模擬模型了解儲存層特徵，並追蹤廢棄油田狀況及CO2注入情況。
碳儲存的數位化解決方案預計從2022年1.95億美元成長至2030年的31.36億美元，年複合成長率達41.5%。

三、價值鏈的數位化解決方案
CCUS為具備高度複雜性的新興市場，亟需軟體企業及數位化解決方案提供商高效協作，依據個案需求開發相應的解決方案，在CCUS價值鏈的數位化解決方案如圖二所示，彙整如下：

1. 最佳化測量、管理和監控整個CCUS的價值鏈流程
CCUS為新興產業，針對設備產生的大量的輸入/輸出數據進行分析、處理，提供營運商及利益關係人使用，將有助於制定決策和緩解風險。例如：藉由預測分析即時識別CO2洩漏與預測洩漏，以避免事故及提高環境績效。

2. 最佳化維護措施：有效管理資產成本和減少停機時間
以AI的預測性維護解決方案可提前識別潛在風險，有助於減少整體營運成本並減少停機時間，因此系統的資產維護計畫可確保項目在整個生命週期中皆可高效地運作。

3.能源管理：有效監控能源消耗
CCUS為高度能源密集的過程，且隨著資產使用壽命延長，能源成本亦將隨之增加。此時，使用能源管理系統/軟體測量和監控能源消耗並分析數據，進而最佳化整體能源效率，以減少碳足跡。

四、數位化應用技術
CCUS價值鏈的數位化解決方案主要應用技術如下說明：
1.製程最佳化
數位化解決方案可用於分析CCUS複雜製程的參數，並提高系統的整體效率。以分散式控制系統(DCS)或可程式化的邏輯控制器(PLC)，監測壓力、溫度、CO2濃度、體積等參數，將產能最大化並有效提高安全性。

2.設備維護
CO2經捕獲並壓縮後，必須透過管道或船舶輸送。由於CO2中含雜質和水分，因此管道系統和設備在一段時間後將受到腐蝕，而數位化解決方案可協助保持管道系統和設備的完整性，進而減少停機時間。數位化解決方案將應用在碳捕獲、輸送和儲存價值鏈等涉及機械設備，例如：壓縮機、泵、閥門、吸收塔，以及熱交換器的維護。

市場中，電腦化的維修管理系統(Computerized Maintenance Management System, CMMS)已可幫助維護和操作員技術人員安排工作訂單、了解設備停機故障數據、建立工廠設施性能指標。

3.能源管理
碳捕獲和儲存等涉及大型、複雜的設備而更加能源密集的過程，因此，可透過分析軟體協助更有效地管理能源消耗，並藉由收集能量輸入與輸出的性能，計算系統的整體能源效率，進而最佳化能源使用。

4.資產整合
藉由在資產的整個生命週期中(包括設計、營運、退役、更換)，資產整合軟體可透過識別機器故障的可能原因(如設備運作過程中水和硫化氫(H2S)等雜質會腐蝕管道系統；CO2注入時產生的壓力差，可能導致洩漏問題)，以提高資產可靠性和效率。

5.資產績效管理
碳捕獲、輸送和儲存為相當複雜的價值鏈，因此，藉由資產績效管理軟體須測量價值鏈中所有設備，例如：吸收塔、壓縮機、閥門、熱交換器、泵等設備的壓力、溫度、CO2濃度和雜質分析等關鍵參數，協助營運商和企業做出合理決策。

另外，資產績效管理軟體可提供預測性維護、風險分析和進階應用程序以滿足工廠營運需求，並採用機器學習技術分析及視覺化資產資料，以降低維護成本和風險。

6.遠端服務
由於全球技術人才短缺，市場正朝自動化的方向發展，對資產的遠端管理需求亦隨之增加，而遠端監控將在管道等資產維護領域發揮關鍵作用。其中主要以遠端診斷及服務為重要關鍵，如允許遠端連接資產的邊緣設備，以及針對顧客需求提供專家建議。

7.管理服務
包括遠端服務、數據分析、軟體開發、資產監控，以及可外包給第三方服務提供商管理(物聯網設備、安裝分析軟體套件，以及預測性維護等服務)。