碳捕獲與封存CCS─安全篇

發布時間:106年09月13日

資料來源:第二期能源國家型科技計畫 計畫辦公室

地震會不會讓二氧化碳外洩?

有研究顯示二氧化碳外洩的可能性極低,目前多數二氧化碳預計封存在已廢棄的天然氣和油田的現成儲氣窖中,一直以來這些儲氣窖並沒有因為地震導致石油和天然氣的洩漏。日本更進行地質封存的實地實驗,結果顯示即使經過新瀉地震的衝擊,但注入地表深處的二氧化碳並未出現任何不穩定或是外洩的現象。再者,台灣地處板塊活動程度高之地區,百年來不斷經歷大小規模之地震,每年平均有感、無感地震高達上萬次以上,即使是民國 88 年的 921 大地震,主要的破壞變形均發生在地表,對於存在地底下數千公尺深處的油氣構造並無逸漏,顯示油氣田的地下構造並不會因地表的形變而發生外洩,更不會因為地震就產生毀滅性的外洩。

 

二氧化碳封存在地底會不會誘發地震?

CCS 封存確有引發小規模地震的可能,主要是因為灌注二氧化碳到地層深處後,成為高壓流體所造成地層破裂而產生輕微的震動。當岩石受到外來應力作用時,隨著變形能量的累積,會逐漸彎曲變形,當變形能量超過所能承受的強度時,岩石會在應力集中處破裂或產生斷層滑動,累積的變形能量就會以震波的形式釋放出來造成地震。根據美國國家能源實驗室(NETL)顯示,目前全球尚未有任何 CCS 封存示範項目有誘發地震的紀錄。

 

灌注二氧化碳有何風險及因應措施?

詳細的場址特性調查可以幫助我們掌握封存層的基本物理性質,並且藉由理論計算出最佳注入壓力/速率,設計不同的注入及封存情境,設計最佳的工程方案,並且在灌注的油管外灌注水泥避免外洩以及防止地下水滲透,確保注入封存設施安全性以避免外洩的風險。在極少數的情況下若封存時二氧化碳洩漏,二氧化碳會透過注入井的裂縫洩漏出來,出現這種情況時,注入井必須關閉並以水泥密封。

 

二氧化碳外洩會不會引發爆炸?

二氧化碳是一無毒、不可燃且非常穩定的氣體,若外洩的後果會使二氧化碳回到大氣層中增加全球暖化,不會引發爆炸。在極少數的可能性下大量二氧化碳噴發出來,可能取代日常呼吸所需的氧氣而影響生命的安全,當空氣中若含5%以上的二氧化碳(目前大氣中的二氧化碳含量為0.0390%),才會造成生命危險。但是比較有可能的外洩情況是二氧化碳以低滲流率洩漏出來,這對人的生命不會有任何影響。在世界各地有許多二氧化碳自然滲流的情況,並不會對我們造成傷害。

 

西非喀麥隆尼歐斯湖的二氧化碳外洩真相為何?

完全與CCS技術無關。1986 年西非喀麥隆尼歐斯湖底下的二氧化碳來自於火山活動且成分複雜,該湖是一個很大的火山口湖,因為湖水很深,換氣率差, 造成湖底缺氧而累聚了大量二氧化碳,而湖下方的火山又緩緩釋放熱量, 將湖底湖水加熱,熱脹冷縮造成整個湖水上下對調,湖底高濃度的二氧化碳因此外洩;剛好該湖為一盆地地形,四面環山,重量較重的二氧化碳,遂沿地面向湖的四周散佈,二氧化碳被困在盆地中導致睡夢中的居民與牛羊窒息而死。與CCS技術是否造成二氧化碳外洩的原因截然不同。


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