碳收集及儲存

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圖中顯示出二氧化碳的收集及儲存方法

碳收集及儲存[註 1]Carbon capture and storage,簡稱CCS),是指收集從點源污染(如火力發電廠)產生的二氧化碳,將它們運輸至儲存地點並長期與空氣隔離的技術過程。此項技術的主要目的是防止在發電過程中或其他行業使用化石燃料而釋放大量二氧化碳至大氣層,同時是一種潛在手段以減輕因為使用化石燃料時所釋出的排放物而造成的全球暖化海洋酸化[1]。雖然將二氧化碳注入地層這項技術已使用了數十年,例如用以提高石油的採收率,但長期存儲二氧化碳是一種較新的概念。首個商業化的例子是在2000年進行的Weyburn-Midale二氧化碳計劃英语Weyburn-Midale Carbon Dioxide Project[2]。其他例子包括加拿大邊界大壩[3]及密西西比電力公司的肯珀項目政府間氣候變化專門委員會(IPCC)形容CCS技術是在眾多應對氣候變化的方法之中最具成本效益及扮演重要角色,並指出如果沒有這項技術,遏制全球變暖的成本將會增加一倍[4][5]

一間集成及試驗規模的CCS電廠於2008年9月開始於德國東部營運,以測試技術可行性和經濟效益。與非CCS電廠相比,應用CCS技術的現代常規電廠能減少大約80-90%的二氧化碳排放量[1]政府間氣候變化專門委員會(IPCC)估計,直到2100年,CCS的經濟潛力可能是總碳減排努力的10至55%[1]

二氧化碳可透過吸附或氣體分離膜等技術來收集。胺是最為領先的碳吸附技術。收集及壓縮二氧化碳可會增加一間燃煤的CCS發電廠大約25至40%的能源需求,再加上其他系統成本,可能會增加發電廠產生每瓦特能量的成本大約21至91% [1]。將這項技術應用至現有的發電廠會更為昂貴,特別是當發電廠遠離封存二氧化碳的地點。

二氧化碳可被藏於地層深處或以礦物碳酸鹽形式儲存。由於海洋酸化的相關效應,因此深海儲存是不可行的[6],而地層則是目前被認為最有前途的封存地點。根據國家能源技術實驗室(NETL)的報導,按照在目前的二氧化碳生產速度,北美地區擁有足夠的存儲容量,甚至可用作存儲超過900年[7]。然而,有關海底或地下存儲的安全性的長期預測是非常困難的和有著不確定性,以及仍然存在著二氧化碳可能洩漏到大氣中的危險[8]

碳收集[编辑]

收集二氧化碳最為有效的方法是由點源污染中直接收集,例如是一些大型的火力發電廠或生物能源設施、主要排放二氧化碳的行業、天然氣處理或合成燃料廠,以及以化石燃料為基礎、生產氫的工廠。從空氣中收集二氧化碳亦可行但不實際,因為空氣中的二氧化碳是未經壓縮的[9]

在氧氣中,燃燒煤炭時所產生的煙氣含有高濃度的二氧化碳,大約是10至15%,而天然氣發電廠的煙氣只含有5至10%的二氧化碳[10]。因此,在火力發電廠進行碳收集是更有效及符合成本效益。

碳運輸[编辑]

收集二氧化碳後需要將它運送到合適的儲存地點。最有可能的方法是依靠管道進行輸送,因為這種方法是最為便宜。在2008年,美國大約有5,800公里的二氧化碳管道用作輸送二氧化碳至油田,以注入老油田開採石油。這種將二氧化碳注入油田再開採石油的技術名為強化採油技術。此外,也有數個進行至不同階段的試點項目用以測試二氧化碳長期儲存在非用作石油生產的地層。

根據美國國會研究服務部,有數個關於管道的重要問題懸而未決,包括管道網絡的要求、管道安全、經濟管制、效用及成本回收,以及二氧化碳本身的分類監管。此外,由於用作提高原油採收的二氧化碳管道正在運作,因此在影響二氧化碳管道的政策決定上看不見有急切性及緊迫性。另外,在聯邦分類上,二氧化碳分別被土地管理局及環境保護局視為商品及污染物,因此有可能製造一個直接衝突,故需要確保管道不是為了在未來實施CCS,而是用於保證現時的CO2管道業務及未來CCS的一致性。[11]

在部份不能依賴管道進行輸送的地方,船隻亦會被用作運送二氧化碳。

註釋[编辑]

  1. ^ 另譯為碳封存碳捕集及儲存碳捕獲及封存等。

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Bert Metz, Ogunlade Davidson, Heleen de Coninck, Manuela Loos, Leo Meyer (编). Carbon Capture and Storage (PDF) (Report). 劍橋大學出版社. 2005 [2016-06-11]. 
  2. ^ Burying the problem. Canadian Geographic Magazine. [2016-06-11]. 
  3. ^ 加拿大邊界大壩CCS計畫成績矚目. 台灣行政院環境保護署. 2016-04-26 [2016-06-11]. 
  4. ^ Damian Carrington. CO2 turned into stone in Iceland in climate change breakthrough. 衛報. 2016-06-09 [2016-06-11]. 
  5. ^ 甄梓鈴. 溫室氣體「攝」落地底 二氧化碳變岩石 冰島新法緩全球暖化. 香港01. 2016-06-10 [2016-06-11]. 
  6. ^ CO2 Capture and Storage. GreenFacts. [2016-06-11]. 
  7. ^ NETL 2007 Carbon Sequestration Atlas. 國家能源技術實驗室. [2016-06-11]. 
  8. ^ Jack J.C. Phelpsa, Jerry C. Blackfordb, Jason T. Holta, Jeff A. Poltona. Modelling large-scale CO2 leakages in the North Sea. International Journal of Greenhouse Gas Control. 2015, 38: 210–220. doi:10.1016/j.ijggc.2014.10.013. 
  9. ^ Klaus S. Lackner, Patrick Grimes, Hans-J. Ziock. Capturing Carbon Dioxide From Air (PDF). First National Conference on Carbon Sequestration. 2001 [2016-06-11]. 
  10. ^ Thomas M. McDonald, Jarad A. Mason, Xueqian Kong, Eric D. Bloch 等. Cooperative insertion of CO2 in diamine-appended metal-organic frameworks. Nature. 2015-03-19, 519: 303–308. doi:10.1038/nature14327. 
  11. ^ Adam Vann, Paul W. Parfomak. CRS Report for Congress: Regulation of Carbon Dioxide (CO2) Sequestration Pipelines: Jurisdictional Issues (PDF) (Report). Congressional Research Service. 2008-04-15 [2016-06-11]. 

參見[编辑]

外部連結[编辑]