2005/10/05
經濟部能源局
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▓撰文：顧 洋
氣候變遷問題經過多年討論之後，逐漸確認人為溫室氣體排放引發的全球氣候溫暖化，是全球共同面臨的重要環境問題，因此溫室氣體排放管制的實施，應該具體落實在國家、產業和民間等不同層次；以採取符合經濟效益的排放減量方式，降低其對全球氣候變遷的影響。
除了確實推動能源節約、發展低碳能源、調整產業結構等措施，以降低溫室氣體直接排放量之外；對於不易甚至無法避免之溫室氣體排放，仍然需考量減低其排放至大氣之可能。其中對於二氧化碳的儲存及固定技術，近年來已成為世界各國積極探討的研發方向，本文謹針對前述技術做一些基本的說明。
下海入地，封裝儲存
以二氧化碳的儲存法而言，將排放之二氧化碳經處理後封存不再排放至大氣中。依儲存之地點可分為以下幾種方法：
一、地質儲存法：
將二氧化碳經濃縮、壓縮處理後，將之儲存於地質結構中，如廢煤田、廢氣田、廢天然氣田和地下水層等，以達到儲存的目的。
挪威國家石油公司（Statoil）於北海氣田所產之天然氣含有過量的二氧化碳，為了規避支付為數相當龐大的碳稅，Statoil於1996年首度嘗試將所排放之二氧化碳注入位於該油氣層上方的地下水層。另美國能源部也會同其他15個國家政府機構、大學與研究機構，探討將二氧化碳經壓縮後，以管線輸送至油田進行二氧化碳掩埋計畫，目前已打入19億立方公尺的二氧化碳。而丹麥、澳洲、加拿大等國，也都有類似示範探討之案例。
二、海洋儲存法：
將二氧化碳經濃縮、壓縮後，將之儲存於深海之中，以達到儲存的目的。1970年代後期起，科學家即著手研究將二氧化碳注入海中之可行性，二氧化碳海洋之儲存技術可以區分為兩大類：
（一）以「湖泊」的方式將二氧化碳儲存於深海中。
（二）以「稀釋儲存」的方式概念，將二氧化碳溶解於海水中。
但是對於海洋儲存法可能發生之環境衝擊，仍然值得關注，包括：以乾冰的形式儲存在深海中之二氧化碳，可能會因地球溫度上升而外洩；以及由於二氧化碳之溶解，增加海水之酸值。這些衝擊的發生，對全球生態的影響都將無法估計。
三、其他儲存法：
將二氧化碳以其他的形式儲存，如將二氧化碳與陽離子反應成為固態碳酸鹽；或與水泥、飛灰、混凝土等反應，可做為建築之材料等。
以光合作用固定
以二氧化碳之生物固定技術法來說，將排放之二氧化碳經生物固定後不再排放至大氣中。依生物生長之地點，亦可分為以下兩種方法：
一、海洋生物固定法：
由海洋生物利用光合作用達到固定二氧化碳的目的。學者發現對海水中的浮游微生物營養源的需求，用硫酸鐵「施肥」可使單細胞浮游藻類大量繁殖，然而投入海水之肥料可能成為另一種環境污染。
二、植物固定法：
利用陸生植物進行光合作用達到固定二氧化碳的目的。但影響陸生植物光合作用的因素甚多，如二氧化碳濃度、光、溫度及水分、可用土地、樹種及樹齡等，都是甚為重要的影響因素。
新技術的發展考量
另外，就儲存及生物固定相關條件來探討時，以儲存及生物固定方式處理二氧化碳時，應該考慮以下相關技術的發展，包括：
一、探勘技術：主要為討論探勘可儲存及生物固定之環境結構的技術，來探測儲存及生物固定空間；並探測地質與海洋的化學環境，藉以評估其對二氧化碳溶解及沉澱的能力。
二、監測技術：討論儲存及生物固定二氧化碳之監測技術，並觀察其是否有逸散之現象、以及儲存與生物固定之二氧化碳量。
三、二氧化碳濃縮、壓縮運輸條件：討論濃縮、壓縮運輸過程中，二氧化碳的壓力、溫度及運輸工具等。
需加強研討的議題
我國近年來針對溫室氣體減量相關議題，在國科會、經濟部、環保署等政府單位之支持下，已累積相當研究成果，但是由於溫室氣體減量相關議題廣泛，以致於對於二氧化碳儲存及生物固定技術之研究成果較為不足。未來我國二氧化碳儲存及生物固定技術的探討，應就台灣陸地與海洋環境之二氧化碳涵容量、對陸地與海洋環境與安全的衝擊、二氧化碳監控測定、和相關處理技術實施成本等方向來評估。（作者為國立台灣科技大學化學工程系教授）