隨著人類進入工業化時期，化石燃料的過度使用，產生大量的人為溫室氣體（以二氧化碳為主），造成全球溫室效應更加劇烈，造成全球平均溫度上升與海平面上升等多項災害。二氧化碳捕獲與封存(簡稱碳捕存)技術，是有效的二氧化碳减排措施之一，將化石燃料燃燒所排放的二氧化碳捕獲，運輸到封存場址封存，可有效將二氧化碳與大氣長期隔絕，減緩溫室效應。

在二氧化碳捕獲後，除非工廠剛好位於封存場址上方，否則需要將二氧化碳運輸到封存場址進行封存。但因為氣態二氧化碳密度極低，需透過壓縮以提升二氧化碳的密度，以便於運輸並降低運輸成本。因此，二氧化碳運輸可再分為壓縮及運輸兩個部分。

二氧化碳壓縮

二氧化碳壓縮，與天然氣壓縮類似，透過壓縮機進行壓縮。依據壓力增加原理，可將壓縮機分為改變氣體體積及改變氣體速度兩種。改變氣體體積的壓縮機，先將氣體導入一密閉空間後，透過壓縮氣體體積，使氣體壓力升高；改變氣體速度的壓縮機，是透過輪葉的轉動，讓氣體高速流動，再通過外圍的升壓環，後來由於升壓環的截面積增加，氣體的流速逐漸降低，使氣體能量由動能轉為壓力能，而讓壓力上升。通常使用的類型為離心式壓縮機，可以處理較大流量的氣體。

二氧化碳可分為固態、液態、氣態、超臨界態四個相態。當二氧化碳壓力高於7.4 MPa及溫度高於31℃時，二氧化碳會轉變成超臨界流體，其物理性質介於氣、液兩相之間，同時具備了氣體與液體的特性，黏滯性低，幾乎沒有表面張力，易滲入地層孔隙中；因此，在進行二氧化碳封存時，需要以超臨界態進行灌注。

一張圖懂你搞懂二氧化碳如何壓縮，以及其運輸時的態像。(圖片來源由世新大學「二氧化碳與能源發展科普推廣計畫」製作)

二樣化碳三態

而在進行運輸時，分為氣態、液態、超臨界態三種類型。由於氣態二氧化碳密度極低，且於溫度降低或壓力升高時，會轉化為液態，造成兩相共存，不利於運輸，所以一般都以液態或超臨界態進行運輸。在三個相態中，液態二氧化碳的密度最高，輸送效率高，但亦有二相共存的問題，且黏度比起超臨界態及氣態大，較不利於流動。而超臨界態由於具有與氣體的低黏度和高擴散性，以及與液體相近的密度和溶解性，較不易受到外界溫度影響，於實際運輸中具有優勢，但壓縮至超臨界態所需的成本較高。因此，在進行二氧化碳運輸時，依其成本考量及運輸方式，多將二氧化碳壓縮為超臨界態或液態進行運送，氣態則較少。

二氧化碳運輸

二氧化碳運輸方式主要可分為管線運輸、汽車槽車運輸、鐵路運輸和船舶運輸四種方式。其中，最普及與運輸成本最低的方式為管線運輸，可大量且長期運輸二氧化碳，並於短距離或長距離運輸皆可使用；然而，缺點為初始管道建設成本高，建設受到地形及氣候限制，且需面對二氧化碳運輸導致管道腐蝕、洩漏的問題定期檢測及改善，但整體而言，仍為成本最低且最有可行性的運輸方法。

汽車槽車運輸，運輸成本極高，但相對靈活，可依需要修改運輸路線及地點，適用於輸送量較小的情況。鐵路運輸，比起汽車槽車成本相對較低，但受到鐵軌路線的制約，若運輸需建立專屬的鐵路，初始投資仍然極高。因此，相比於管線運輸，汽車槽車運輸、鐵路運輸兩種方式較不具有經濟性，不適用於大規模二氧化碳運輸。

船舶運輸，需要位於周圍有河流或靠海的位置才可使用，在需長途運輸或運輸至海外的情況下，具有其特定的優勢，並可與其他運輸方式加以結合，達到最具效益的運輸。

整體而言，二氧化碳運輸需綜合考量運輸量大小、運輸設備、運輸距離、地理區位等條件，選擇最適合的運輸方式與運輸相態，才有利於運輸到封存場址進行後續的封存。

 一張圖帶你懂二氧化碳，可透過哪些方法運輸。(圖片來源由世新大學「二氧化碳與能源發展科普推廣計畫」製作)

（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫｣執行團隊撰稿）

審校：沈建豪