工業革命後,開始排放大量二氧化碳,造成溫室效應、加重全球暖化,為了減少二氧化碳的排放,各國除了積極發展再生能源以外,也開始發展碳捕集、再利用與封存技術(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS),係指將大型發電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放的二氧化碳分離收集起來,可拿來再利用(可分為直接利用:油氣增產、高濃度二氧化碳生物養殖、加壓製成滅火器、乾冰等;間接利用:轉化為甲醇、甲烷等化工原料)或儲存於地質構造,以避免排放到大氣中的一種技術。
二氧化碳捕獲與封存的原理
二氧化碳捕獲技術可分為三種:燃燒後捕獲、燃燒前捕獲、富氧燃燒。燃燒後捕獲,指的是在燃料燃燒後,利用液態溶劑從煙氣中捕獲二氧化碳;燃燒前捕獲,則是先將燃料轉化為二氧化碳及氫氣的混合氣體,再將其分成二氧化碳流與氫流,氫流作為能源使用,二氧化碳流則進行捕獲;富氧燃燒,則是以氧氣取代空氣進行燃燒,產生以水氣和二氧化碳為主的煙氣,並透過冷卻及壓縮清除水氣,捕獲煙氣中的二氧化碳。其中,燃燒後捕獲技術發展較為成熟,且較易結合現有發電的燃燒製程。
捕獲的二氧化碳,透過高壓進行壓縮,轉換為液態,透過管線、船舶等方式運輸至封存場址進行封存。封存方式可分為:地質封存、海洋封存、礦化封存三種。地質封存,意思是將二氧化碳注入到深部地層內的岩石孔隙內,如耗竭油氣層、深部鹽水層、煤層等;海洋封存,是指將二氧化碳注入海洋,使其溶解入海水中或是形成固態二氧化碳水合物、液態二氧化碳湖等;礦化封存,則是使二氧化碳與金屬氧化物(如氧化鎂、氧化鈣)進行反應,形成碳酸鹽類礦物(如碳酸鎂、碳酸鈣)。在三種方法中,礦化封存的安全性最高,但反應所需時間長,且需要大量原料,不適合大量封存二氧化碳之用。而海洋封存由於有導致海洋酸化的可能性,或因洋流擾動而使二氧化碳失去隔離狀態,對海洋生態系統造成危害,此項技術可以說風險極高。因此,地質封存為目前最接近實用且可行性高的封存方式。
參考資料
https://ghg.tgpf.org.tw/ZeroFaq/ZeroFaqs_more?id=33d938b1e5df456ab8a42c1c73d2d5fc
https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=2c4ea6d5-28f9-4ded-b61b-fa892a4c033b
https://www.mirrormedia.mg/story/20211216ind001/
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