碳封存
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碳封存
小朋友
你曾經喝過會冒泡泡的可樂汽水?你曾經在蘇澳地區泡過冷泉嗎?你曾經看過舞台上用乾冰來製造雲霧般的特殊效果嗎
小朋友
你知道因為可樂的製造方式通常是利用加壓處理將二氧化碳溶入飲料當中,所以在開汽水時,通常會發出「滋~」一聲,就是由於壓力瞬間降低,部分二氧化碳被釋放出來所發出的聲音。
小朋友
你知道因為地底深處的二氧化碳沿著裂隙上升,自水中溢出後形成大量氣泡,而析出的過程會吸收熱量,自然而然就變成冷泉啦!
小朋友
你知道因為把二氧化碳冷卻到攝氏零下 78 度以下,就會形成乾冰,也就是固體的二氧化碳。乾冰會從固態直接昇華成氣態,可以使空氣中的水蒸氣凝結成小水滴,所以有白煙出現。
~~ 這些現象就是利用將二氧化碳存起來的簡易方式 ~~
「咿!老師將二氧化碳存起來跟我們使用能源和保護地球有什麼關係呢?」在科學教室的小庭疑惑地說。
~因為啊愛坦科學老師一邊走向小庭一邊說著全球能源消耗有八十五%來自化石燃料,燃燒化石燃料會產生大量二氧化碳,被認為是造成地球暖化的元凶,因此,近幾年全球科學界積極研究碳封存的技術。愛坦科老師看著睜大雙眼的小庭接著說~
 甚麼是碳封存?
碳封存 是一種減緩地球暖化的技術,英文是Carbon Storage,它主要是用於火力發電廠及排放廢氣的工廠,防止它們將過多的二氧化碳釋放到大氣層去,而造成溫室效應,增加地球暖化的腳步。
 「喔~小庭點點頭說愛坦科老師接著繼續說簡單的來說呢,碳封存指的就是在排放二氧化碳地點大量捕捉該氣體,並且將其另外儲存以避免接觸到大氣的作法」。
「那我們要怎樣才能夠把二氧化碳封存起來呢?是不是就像把二氧化碳溶入飲料那麼簡單就可以了嗎?小庭用試探的態度提問著。
「很好的問題喔愛坦老師稱許的說道首先我們要明白,被儲存起來的二氧化碳與人們每天呼出的二氧化碳不同。碳封存的工作原理是什麼呢?現在科學家將經由碳捕獲過程中,所分離出來的二氧化碳,再經過濃縮與壓縮送到適當的地點,加以進行長期的「儲存」,這樣才能真正有效的減少大氣當中的二氧化碳濃度,而這道程序就稱為碳封存」
「喔~是不是有國家真的已經在做了呢?小庭的好奇心已經被勾起來了。
「是的~挪威是最早將二氧化碳封存於深層地下水層的國家他們在1996就首度嘗試將二氧化碳注入北海的一處天然氣田附近深度大約1000公尺的地下水層中。這種將石化燃料燃燒所產生之二氧化碳收集起來並加以封存的做法,是國際間認為減少溫室氣體排放的可行方式愛坦老師回答說著。
碳封存一定要將二氧化碳注入到地下深海水中嗎?小庭疑惑地說。
「不一定喔!愛坦老師接著說,「目前封存的方式與地點包含了將二氧化碳與礦石進行碳化的礦化封存mineral carbonation)、將二氧化碳注入地質表面下的地下鹽水層、舊油氣田或是深層煤層等地下的地質封存 geologic sequestration)、海洋封存ocean storage)、以及採用生物固定技術的生物封存等技術。
▲ 二氧化碳封存的原理
這些碳封存有什麼不一樣?哪一種方法比較好呢?小庭繼續提問的說。
「老師簡單扼要的分別說明一下礦化封存、地質封存以及海洋封存的基本原理,和它們的優點與缺點。」愛坦老師從投影機的圖片上指著給小庭看。
   礦化封存
礦化封存,它的原理是讓二氧化碳與地表的金屬氧化物例如台灣東部蘊藏量很高的蛇紋石來進行化學反應,形成自然界穩定的固態(碳酸鹽)礦物,達到二氧化碳封存的效果。封存穩定性最高是它的優點,但是封存的成本費用卻是最高的。」愛坦老師說。
地質封存
「第二種封存是地質封存由於地底的孔隙空間有限,而它的原理就是將二氧化碳壓縮成為流體,再注入地下數千公尺深的存儲區域,利用高溫高壓的地質環境使得二氧化碳處於流體的狀態,進行封存。目前適合地質封存的條件,包含舊油氣田難開採的煤層深層地下水層等地質環境。愛坦老師繼續補充說明著「還有因為地質封存的潛能高封存成本最低,是可行性最高的技術
  海洋封存
「第三種是海洋封存,它的原理是將二氧化碳經由輸送管線或船運,直接注入並溶解在深層的海洋中或灌注在海床上形成二氧化碳人工湖它的優點是封存潛能高,成本適中但是因為增加海水中二氧化碳的濃度,會對海洋生物造成不利的影響,環境爭議最高。」愛坦老師說。
「哇~好厲害喔!小庭羨慕地說。「聽起來碳封存好棒喔!我們把二氧化碳封埋起來那就是不是可以不用害怕它造成溫室效應,增加地球暖化囉?
小庭~有這樣的想法是不對的喔!愛坦老師回答。
 安全與風險
「其實呢二氧化碳封存起來後最重要的就是洩漏的安全問題所以從開始選擇封存的適當地點採用合適的封存方式以及建立監測設備的預警系統都是非常重要且必須的工作!愛坦老師眉頭深鎖地回答著。
愛坦老師最後深深的嘆口氣說:「碳封存的危險是千真萬確的,人類研發碳捕獲與碳封存,是不應該拿來作為持續大量排放化石燃料廢氣的藉口。」他說:「相反地,我們此時應該嚴格限制CO2的排放量,來降低大規模碳封存的必要,減少碳封存洩漏,降低對未來世代造成嚴重的後果和負擔。」
  
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