目前全球最重要的環境議題是全球暖化，造成全球暖化的原因是嚴重的溫室效應，而且已有證據顯示是與溫室氣體有關，於是科學家矛頭都指向大氣中的二氧化碳濃度，因此就有學者提出「二氧化碳捕獲與封存」（Carbon Dioxide Capture and Storage，簡稱CCS）；二氧化碳捕獲指的是對人為排放的二氧化碳回收，大致上可分為：燃燒前捕獲、燃燒後捕獲、工業製程技術燃燒、富氧燃燒等；二氧化碳封存，是指將二氧化碳放在特定的人工容器或者自然界中，利用物理化學反應的機制達到封存的目的。其中，封存在地層中的地質封存，是目前最可行的方法之一，但封存機制不能完全固定二氧化碳，需要長時間的地球化學反應，因此可能會有洩漏風險，故需隨時做安全監測及風險評估。

      目前，二氧化碳封存的方法主要分成三種:地表礦化封存、海洋封存及地質封存。地表礦化封存，是指將二氧化碳與金屬氧化物進行化學反應，以形成固態的碳酸鹽及其他的副產品，目前以含鎂和鈣的矽酸鹽礦物為較有價值的反應物。海洋封存，利用海洋巨大的水體配合二氧化碳溶解度進行封存，但在海洋中增加二氧化碳濃度，可能會造成全球性海洋生態不利影響，像是降低生物鈣化、繁殖及成長等。地質封存，則是指將二氧化碳灌入地層之中，利用低滲透率的岩層當作蓋岩層，以防止二氧化碳洩漏至地表，搭配地層中其他機制進行封存，如溶解封存、殘餘氣封存及礦化封存。在考量成本及技術方面，地質封存是最可行的，國際上也已經有不少成功利用地質封存的例子，例如：位於澳洲Otway的 《二氧化碳CRC計畫》為澳洲第一個二氧化碳地下封存示範計畫。

洩漏風險評估

      雖然地質封存在國外已經有不少成功例子，但地質封存具有可能洩漏的風險，其中構造封存機制就是其中一個；當二氧化碳注入到地層中，會有兩種洩漏途徑，分別是人為和自然。人為途徑，如:（a）注入井本身的結構瑕疵（b）井體外圍封填材質的劣化（c）封存區內還有其他正在使用的井體（d）周邊有已棄井但未封填的舊井。自然途徑，如:（a）蓋岩層的封阻漏洞或功能性瑕疵（b）二氧化碳儲集層存在斷層或破碎帶，這些都是二氧化碳有可能會洩漏的途徑。儘管灌注場址在選擇前，會先調查地層的地質狀況，若儲集層不夠深（深度需大於800 m），或有斷層存在，這些場址就不會列入考量，但由於底層可能會受到大自然的影響，例如地震、火山爆發等影響，導致地層出現位移產生新的斷層或裂縫，因此不僅僅是要在封存進行前，調查好儲集層周遭的地質環境，在開始注入後仍需持續關注！由於地層中可能會有通道使二氧化碳洩漏至地表，故需要完善的洩漏監測，才能掌握地層二氧化碳流動情形。

監測措施

      以工程角度來說，為了避免灌注的二氧化碳外洩，跑到地層中汙染地下水，所以在井體周圍會以水泥進行隔絕。監測二氧化碳是否外洩的方式，有以下幾種：（1）大氣監測用來監測空氣中的二氧化碳濃度（2）土壤監測用來監測土壤二氧化碳的濃度（3）地下水監測用來監測地下水的二氧化碳的濃度（4）地震監測用來監測地層是否擾動，除了以上幾種外，還有許多種監測方式，而這些監測的目的，就是要杜絕二氧化碳洩漏至地表造成危險。

說到這裡會發現，二氧化碳地質封存不是這麼容易成功的，安全性是大家都重視的事，國際上已有不少國家訂出相關法規，來規範二氧化碳地質封存，台灣目前對二氧化碳地質封存的法案還沒有定案，不過科技部已執行不少有關二氧化碳地質封存計畫，同時也督促法案的成立。

雖然無法完全預測自然災害何時來臨，但至少能做好完善的監測系統，來預防二氧化碳的洩漏。由於灌注到底層的二氧化碳，經過高溫高壓環境影響，會成為超臨界狀態的二氧化碳，而超臨界狀態的二氧化碳其中一個特性就是密度大，假設不幸發生二氧化碳洩漏，通常會聚集在封閉空間或者低窪地區，故需要在地表設置良好的通風警訊或警報系統，才能夠快速得知並採取行動。

總結

      在執行二氧化碳封存前，場址會先經過嚴格的審核，考慮地層中是否有合適的環境放置二氧化碳，在建造封存場址時，經過嚴格的調查，讓可能洩漏的通道一一排除，搭配多重性封阻機制，經過實驗證實，二氧化碳在地層中流動相當緩慢，故只需要透過運轉期間的監測技術，來確保其安全性。台灣政府和民間團體雖然想執行地質封存，但許多人擔心台灣位於太平洋地震帶，會發生地震誘發二氧化碳洩漏的可能，其實灌注二氧化碳的環境與現有的油氣田很相似，台灣已經存在好幾個油氣田並未因地震發生而損害，因此儘管天然災害有時難避免，但只要做好災害預測分析並善用工程技術做好監測，就可降低很多災害風險！

（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播：二氧化碳與能源發展科普推廣計畫｣執行團隊撰稿）

審校：沈建豪