二氧化碳地質封存是正在進行的負碳工程技術,全球每年有四千多萬公噸的二氧化碳被注入到地下深處的地層中,目的是減緩二氧化碳進入大氣層的速度,進而降低大氣層內二氧化碳濃度。全球碳封存技術自開始執行到現在已過了近五十年,這段時間人類對碳封存技術的掌握也越來越完整,而這種技術也已經獲得國際能源總署的肯定,認為要達到負碳技術,碳封存是一個不可避免的手段,而本集節目也將就碳封存技術的內容做個簡單的介紹。
各位收聽世界電力新聞週報的朋友,大家好!今年九月的時候,我們曾經在節目中簡介碳捕集、再利用與封存這種技術,今天的週報內容就要跟各位朋友們作個簡單的說明,希望能讓大家了解碳封存的相關概念。
地球的碳在生物圈、岩石圈、土壤圈、水圈及大氣圈中會進行交換,而這個概念就是國高中地球科學課本提到的碳循環,舉例來說,大氣裡面的二氧化碳經過樹葉的光合作用吸收之後,碳會最後轉化成樹幹的木頭部分,但是這棵樹可能運氣不好,遇到土石流,所以被沖到了海中變成了漂流木,最後沉到海底。當木頭沉到海底之後,被海床的泥、沙蓋住,最後經過數十萬年的地質作用,木頭變成了地層中的煤炭,這就是把大氣中的二氧化碳固定到地層裡面的一種方法。當然,除了煤炭之外,大氣中的二氧化碳也可以用其他的方法被固定在地層裡面,例如可以變成碳酸鹽類的礦物,在石頭的縫隙裡面形成如方解石一般的白色或是透明結晶。
二氧化碳地質封存的概念是加速上述的碳循環,把利用碳捕集方法蒐集到的二氧化碳直接注入到地底下的地層孔隙之中,使二氧化碳與地下的礦物或流體行化學反應,讓二氧化碳轉化為碳酸鹽類的礦物固定於地底。目前全球最常見的二氧化碳地質封存方式是激勵油氣增產法,這種方法的概念是將二氧化碳注入到地下的儲油地層後,把藏在岩層孔洞中的石油天然氣擠出來並取代它們的位置,這樣除了可以把二氧化碳存放在地層的孔隙空間之中,也可以提高油氣田的生產量而增加收益,也因為這種方法有不錯的經濟效益,所以全球每年有將近四分之三的二氧化碳是用這種方式進行封存。第二常見的二氧化碳封存方法是鹽水層地質封存,是把二氧化碳注入到地下深處的砂岩層之中,選擇砂岩的原因,是因為砂岩層內有許多沙子顆粒,而這些沙子顆粒之間的空隙可以儲存二氧化碳,因此成為良好的二氧化碳儲集層。砂岩空隙內含有砂岩形成時所夾雜的海水,而海水在沙子變成砂岩的同時鹹度也隨之提高,成為富含鈣、鎂、鐵等元素的鹽水。當二氧化碳被注入到砂岩層的孔隙中,就會跟鹽水內的元素產生化學反應,最終形成碳酸鹽類的礦物而固定於地底下。最後介紹的碳封存的方式為玄武岩地質封存,目前僅處於試驗階段。這種方法是把二氧化碳與淡水混合後,注入玄武岩層之中,因為玄武岩形成時會產生很多孔隙,所以可以做為儲存二氧化碳的空間,同時玄武岩內含有鐵鎂質礦物,因此可以與二氧化碳行化學反應,轉化成為碳酸鹽類的礦物,目前世界上較具規模的玄武岩地質封存試驗場域在冰島,近年來的研究成果顯示,二氧化碳確實可透過人工注入方式固化於玄武岩內。
大家常常關心二氧化碳注入到地下會不會引發地震,或是大地震發生在二氧化碳注入設施的附近,會不會造成二氧化碳的洩漏等問題。研究結果指出,在全球近五十年的二氧化碳注入歷史中,尚未出現由二氧化碳注入引起的致災型地震。另外,2018年9月6號在日本北海道發生了一個規模6.7的地震,震央距離北海道的苫小牧二氧化碳封存試驗場約30公里,雖然試驗場當時經歷了6強的震度,地震雖然大,但沒有造成二氧化碳的洩漏,注入設施也沒有受到損傷,也讓大家對於碳封存技術的信心提升了很多。目前全世界的碳封存規劃都很強調安全監測以及風險控制,希望讓這個方法成為有效且可信賴的減碳手段,相信未來會有更多的二氧化碳封存地底,使全球往淨零碳排之路邁進另一大步。
以上是本週世界電力新聞週報的整理報導,電力的大小事,我們會持續密切關注並且跟大家分享,若喜歡我們的頻道歡迎與好朋友分享喔!我們下週再會!
地球的碳在生物圈、岩石圈、土壤圈、水圈及大氣圈中會進行交換,而這個概念就是國高中地球科學課本提到的碳循環,舉例來說,大氣裡面的二氧化碳經過樹葉的光合作用吸收之後,碳會最後轉化成樹幹的木頭部分,但是這棵樹可能運氣不好,遇到土石流,所以被沖到了海中變成了漂流木,最後沉到海底。當木頭沉到海底之後,被海床的泥、沙蓋住,最後經過數十萬年的地質作用,木頭變成了地層中的煤炭,這就是把大氣中的二氧化碳固定到地層裡面的一種方法。當然,除了煤炭之外,大氣中的二氧化碳也可以用其他的方法被固定在地層裡面,例如可以變成碳酸鹽類的礦物,在石頭的縫隙裡面形成如方解石一般的白色或是透明結晶。
二氧化碳地質封存的概念是加速上述的碳循環,把利用碳捕集方法蒐集到的二氧化碳直接注入到地底下的地層孔隙之中,使二氧化碳與地下的礦物或流體行化學反應,讓二氧化碳轉化為碳酸鹽類的礦物固定於地底。目前全球最常見的二氧化碳地質封存方式是激勵油氣增產法,這種方法的概念是將二氧化碳注入到地下的儲油地層後,把藏在岩層孔洞中的石油天然氣擠出來並取代它們的位置,這樣除了可以把二氧化碳存放在地層的孔隙空間之中,也可以提高油氣田的生產量而增加收益,也因為這種方法有不錯的經濟效益,所以全球每年有將近四分之三的二氧化碳是用這種方式進行封存。第二常見的二氧化碳封存方法是鹽水層地質封存,是把二氧化碳注入到地下深處的砂岩層之中,選擇砂岩的原因,是因為砂岩層內有許多沙子顆粒,而這些沙子顆粒之間的空隙可以儲存二氧化碳,因此成為良好的二氧化碳儲集層。砂岩空隙內含有砂岩形成時所夾雜的海水,而海水在沙子變成砂岩的同時鹹度也隨之提高,成為富含鈣、鎂、鐵等元素的鹽水。當二氧化碳被注入到砂岩層的孔隙中,就會跟鹽水內的元素產生化學反應,最終形成碳酸鹽類的礦物而固定於地底下。最後介紹的碳封存的方式為玄武岩地質封存,目前僅處於試驗階段。這種方法是把二氧化碳與淡水混合後,注入玄武岩層之中,因為玄武岩形成時會產生很多孔隙,所以可以做為儲存二氧化碳的空間,同時玄武岩內含有鐵鎂質礦物,因此可以與二氧化碳行化學反應,轉化成為碳酸鹽類的礦物,目前世界上較具規模的玄武岩地質封存試驗場域在冰島,近年來的研究成果顯示,二氧化碳確實可透過人工注入方式固化於玄武岩內。
大家常常關心二氧化碳注入到地下會不會引發地震,或是大地震發生在二氧化碳注入設施的附近,會不會造成二氧化碳的洩漏等問題。研究結果指出,在全球近五十年的二氧化碳注入歷史中,尚未出現由二氧化碳注入引起的致災型地震。另外,2018年9月6號在日本北海道發生了一個規模6.7的地震,震央距離北海道的苫小牧二氧化碳封存試驗場約30公里,雖然試驗場當時經歷了6強的震度,地震雖然大,但沒有造成二氧化碳的洩漏,注入設施也沒有受到損傷,也讓大家對於碳封存技術的信心提升了很多。目前全世界的碳封存規劃都很強調安全監測以及風險控制,希望讓這個方法成為有效且可信賴的減碳手段,相信未來會有更多的二氧化碳封存地底,使全球往淨零碳排之路邁進另一大步。
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