氣體-氧氣,二氧化碳,笑氣 氣體,氮氣

在全球暖化與生活便利間，我們該如何取捨？是不是要生活便利就要犧牲環境？人類仍在尋求一個解決問題之道。最直接有效的方法當然就是節約能源，減少製造二氧化碳。科學家們仍然構思了許多方法，而二氧化碳封存似乎是個不錯的方案。

我們在探討到全球暖化的時候，總是會一再的提到二氧化碳過多的問題，如果能夠穩定的減緩大氣中溫室氣體濃度：提高能源效能、逐步把老舊、效率低的發電廠更新為高效率的發電廠、多使用含碳量低或無碳的再生能源、溫室氣體的減排，只是，如果能阻止大量溫室氣體跑到大氣中，那應該更有效率吧？這就是二氧化碳的捕獲與封存方案。

二氧化碳的捕獲與封存簡稱CCS，指的是把排放的二氧化碳在燃燒前、燃燒後或是純氧燃燒中抓出來，亦或使用工業分離，捕獲的氣體壓縮後運輸並封存。這種方式雖然要多消耗10-40%的能源，但是可以減少排放二氧化碳80-90%喔！

捕獲方式

不同方式的捕獲所遇到的困難自然是不同的。因為燃燒以後排放出來的二氧化碳濃度並不高，所以必須藉由化學吸收劑從廢氣中捕獲二氧化碳，成本較高。燃燒前捕獲則是利用氣化的技術在源頭產生高濃度的二氧化碳，過程中使用氧氣助燃，在缺氧的情況下產生一氧化碳和氫氣，再利用這種合成氣體作為燃料，就能產生很高濃度的二氧化碳，成本就能減低，但過程就繁複許多了。純氧燃燒則是處於「尚待努力」的程度，雖然說將燃料中的碳直接在純氧中燃燒可以讓廢氣中的二氧化碳達九成，不用捕獲或分離就可以直接封存或利用，不過目前還在研究發展中。工業上使用的比較傾向捕獲分離，二氧化碳捕獲分離技術，大致可分為吸收、吸附、低溫、薄膜分離等方法，詳細過程可參考徐恆文先生在國科會的文章(註1)。

封存方式

二氧化碳捕獲起來，然後要放哪？如果是家裏的垃圾，我們會分類然後放在垃圾桶；如果是沒吃完的菜，有的人會丟掉，有的則會放在冰箱等隔餐熱來吃。二氧化碳封存的觀念就是收起來，有機會繼續用。收藏起來的二氧化碳能做什麼？這些二氧化碳可以製造乾冰、碳酸飲料、滅火器、滅菌器甚至是拿來合成化學藥品作為商業化的再利用。封存的方式有三種：

海洋封存

我們都知道海洋保存了很多的二氧化碳，但是過去200年間人類總共排放了1300千兆噸，海洋吸收了大約500千兆噸，而且幾乎都是在海水表面。我們都知道海表面和大氣之間會有交互作用，在海水中的二氧化碳自然也可以藉此回到大氣中，所以科學家就把腦筋動到海底去，考慮把他們注入1000公尺以上的深度，讓他們和大氣隔離開來。

美國、日本、挪威等國已經有初步試驗，這種方式的儲存效果還不錯，可是大家別忘了，二氧化碳溶在水裡也是會影響海水的酸鹼度的，大量的把二氧化碳封存在深海，連帶的傷害的就是海洋生態，而這是目前尚未仔細評估的地方。

礦化封存

　　所謂的地表礦化封存，是讓二氧化碳和金屬氧化物反應，產生碳酸化合物，讓二氧化碳能保存下來。儘管地球上有很多的金屬氧化物，但是礦化封存必須考慮到穩定性、成本，是否能廣泛利用仍需斟酌。舉例來說，每封存1噸的二氧化碳就需要大約1.637噸的含鹼土金屬的矽酸鹽岩石，和2.674噸的廢棄物，自然就會衍生環保問題。

地層封存

　　如果地層能保存石油，那麼能不能保存二氧化碳呢？當然是可以的，而且還是三種封存技術中發展的最成熟的一種。地質封存是把二氧化碳注入地下鹽水層、油層或是煤層等地方，利用地層封閉和吸附保存二氧化碳，而且在開採石油的時候順便封存二氧化碳，有增產石油的附加效果，所以必須符合三個要素：要有厚而滲透度低的蓋岩層、要是一個封閉構造也要有適當的位置和深度，最後一個條件是必須是良好的儲存層。 雖然地質封存是比較成熟的技術，但是在安全性上仍然需要仔細考量，曾經有人舉出1986年8月21日的喀麥隆Nyos的事件(註2)來質疑地質封存的安全性。科學家解釋因為地層封存跟該次事件有極大不同，而且地層封存是在很深的地方進行，又有不透水層覆蓋，所以就算是洩漏也是緩慢的釋放出來。當然，說是這樣說，還是要有完善的評估比較放心啦！從1996年就有幾個國家陸續在測試著，例如挪威、加拿大和阿爾及利亞，目前美國德州也在勘查一些油田評估這種地質封存的可行性。

台灣施行可能性

台灣因為四周圍都是海，如果要施行這樣的捕獲封存的話享有很大的優勢，我們可以將二氧化碳儲存在深海當中。然而，海水的封存仍需更成熟的技術，如果換成礦化封存，又必須擔心地震造成的外洩問題，是以台灣的二氧化碳捕獲封存之路仍有許多努力的空間。