全球暖化與氣候變遷這項議題，對于當代人類來說，恐怕已經是個迫在眉睫的待解難題了。隨著當代環保意識興起、極端氣候頻率與受害者的增加，多數科學研究成果也指出，近一兩個世紀以來的氣候變遷，主因為人類的工業發展與環境開發。最具代表性的一項研究是聯合國政府間氣候變化專門委員會(IntergovernmentalPanel on Climate Change, IPCC)2007年發表的第四份報告，報告中指出近150年來所觀察到的全球暖化，非常可能與人類排放的溫室氣體有關，為了生存環境的永續，當代各國政府與倡議團體，也都開始積極規劃與鼓吹有效減少大氣中的二氧化碳的方式。

如果盤點我們可用的減碳工具，國際能源總署(InternationalEnergy Agency, IEA)指出人類可使用的技術分別為提升能源使用效率;發電過程不排碳的再生能源與核能;以天然氣取代燃煤等的燃料轉換;以及能主動將已經制造出來的二氧化碳減少的碳捕捉與封存技術(Carbon capture andstorage, CCS)，也預估CCS在持續發展下可達到全球17%的減碳效果，IPCC在2014年11月所發表第五次評估報告也指出，若要解決氣候變遷問題，所有火力發電廠在2100年以前都應搭配CCS技術來降低排碳;同年12月，歐洲聯盟執行委員會(European Commission)也根據IPCC的報告建議歐盟各成員國應制定具有強制力的CCS的發展目標。

嶄新的技術還是古老的智慧?

對許多人來說，二氧化碳地質封存技術相當的不符合直觀，似乎如果有個地震或裂縫，氣體不就外泄了嗎?或是如果水往下流到巖層之中，不就把氣體給擠出來了嗎?這樣把氣體的二氧化碳，用固體的巖層給封存起來的技術，聽起來實在有點天方夜譚。但其實，大自然早就用了百萬年以上的時間，為我們證明氣體封存在地底下的可能性了。除了很多家家戶戶會用到的天然氣與近年來相當熱門的頁巖氣以外，世界上也有數百個存在百萬年以上的天然的二氧化碳氣層，有一些氣層的二氧化碳純度極高，甚至被開采出來作為化工原物料，以及碳酸汽水中的二氧化碳來源。

而將二氧化碳注入到地層中，其實也已經應用多年了。在石油工程的領域，科學家們發現油氣層在開采之初，因為地底壓力較大，油氣可以直接噴出地表。但隨著開采而壓力降低，使得油氣的采集變得困難，因而陸續開發了注入水、蒸氣等開采技術。而近年來發現若將二氧化碳注入油氣層中，除了可以封存二氧化碳以外，二氧化碳在溶于原油中，可使原有的體積膨脹、密度與黏度下降、流動性變好更適宜開采，能有效提升油田的壽命與效率。

利用二氧化碳開采原油示意圖 Carbon Dioxide Enhanced Oil Recovery, U.S.D.O.E

除了天然二氧化碳氣礦、石油開采應用以外，世界上也有幾個已商業運轉的地質二氧化碳封存實例，例如挪威外海的Sleipner和Svohvit氣田，以及數個將在近兩年內完工的封存廠，例如加拿大的Quest、美國的IllinoisIndustrial CCS Project和澳洲的Gorgon都采用海域的鹽水層來達到二氧化碳封存效果。

二氧化碳如何安分于萬千大石之下?

目前發展中的地質碳封存方式，學理上大致可分為三種機制：

(1)封閉構造封存

封閉構造是利用如地層里有致密地層剛好彎曲如把碗倒置的“背斜”結構，類似許多傳統石油與天然氣礦藏的構造;或是利用已枯竭油氣田、以及用作加強油氣采收等。

(2)鹽水層封存

鹽水層封存則是利用在海域深約一公里以上，富含鹽水的地層，這樣的地層上方會有更厚密度也更扎實的阻滯層與蓋層避免氣體外泄。而鹽水層側向雖然開放而沒有像“背斜”構造那樣的封閉，但二氧化碳側向移棲10公里也需要數萬年左右的時間。若能妥善開發能封存二氧化碳數千年以上的巖層，也就能解決本世紀即將面對的氣候變遷難題了。

(3)溶解或礦化封存

在地質封存的過程中，除了將氣體保留在地層中，極少比例的二氧化碳在地層內也能溶于原油、水，或是跟鈣、鎂、鉀等離子反應而礦化成更安定的化合物，也可作為一種長久封存于地底下的方式。

地質二氧化碳封存的方式： 1. 枯竭油氣礦, 2.提高石油采收率, 3. 鹽水層封存, 4. 無法開采的深煤層, 5. 回收煤層天然氣 6. 其他可行方式(玄武巖、油頁巖、地層內空腔) IPCC SpecialReport on Carbon dioxide Capture and Storage, 2005

碳封存會產生災害嗎?

在提到碳封存的消息時，近年一個常被各媒體提到的災害，則是1986年時，位于西非喀麥隆的尼奧斯湖(Lake Nyos)瞬間噴發了大量的二氧化碳導致當地居民與牲口的大量死亡。1987年，Kling等人的調查結果指出，這個湖泊其實是一個酸性火山口，由于湖底平面深達208公尺且水流平靜，大量的二氧化碳自火山深處慢慢釋放到湖底，再加上湖底溫度較低壓力較高，對二氧化碳的溶解度較高，溶解了二氧化碳的湖水密度也較大，更不易對流擴散到湖面，最終使湖底自然封存大量的二氧化碳。又可能因山崩、洪水等未知原因，導致封存于湖底的二氧化碳因湖水大量擾動使溶解度銳減而大量溢出。估計釋放了至少9億立方公尺的二氧化碳，又聚集在尼奧斯湖所處于盆地內，最終造成1700人窒息而死。

但是，用這樣的案例來與地質封存模擬其實相當不洽當，地質封存是將二氧化碳存于巖層之中，且有上千公尺的致密巖層作為蓋層。這些巖層并不會像湖水般會被大幅度的擾動而失去覆蓋效果，導致瞬間大規模噴發;選址時再特別考慮地層走向，更能讓二氧化碳在移棲外泄時，離人口居住地更遠。

回想一下我們所面臨的困境，在未來的幾十年內，人類恐怕還是很難脫離油氣資源的使用，然而氣候變遷又已然是個現在就要開始著手解決的難題。相較起再生能源與提升能源效率這些減碳的辦法，碳封存這樣的技術與概念的確不太直觀也令人陌生，而相應的環境開發與技術研發也仰賴相當門坎的資金與優秀人才投入。我們確實應該要更審慎地面對這項技術的研發與封存選址的安全考慮。這需要仰賴開放的信息揭露、嚴謹的環境評估，以及決策者、技術者和在地民眾的充分討論與審議。而非任由過多不洽當的模擬與未了解事實全貌的論斷占據了議題討論的空間。希望隨著信息的厘清，我們的社會能開始負責地討論這項重要減碳技術，而對地球環境的永續盡一份心力。