一、加州碳封存正式走出實驗階段
為了降低工業活動造成的溫室氣體排放,各國近年積極發展碳捕捉與封存(Carbon Capture and Storage, CCS)技術,也就是先從工廠排放氣體中分離出二氧化碳,再將其壓縮、運輸至適合的地下岩層進行長期封存,避免大量二氧化碳持續進入大氣,加劇全球暖化。
2026 年,加州克恩郡(Kern County)Elk Hills 油氣田的 Carbon TerraVault I 計畫正式開始注入二氧化碳,象徵加州碳封存技術正式邁入商業運轉階段。該計畫由 California Resources Corporation(CRC)推動,是加州第一個投入實際運作的大型碳封存設施。
計畫初期封存的二氧化碳主要來自附近天然氣處理設施,每年約可封存 10 萬公噸二氧化碳,未來將逐步擴大規模。整個場址的潛在封存容量約達 4,600 萬公噸,可望協助能源、水泥、化工等難以完全消除排放的產業降低碳排放。然而,隨著計畫正式啟動,也引發不少討論,支持者認為碳封存是達成淨零排放不可或缺的重要工具;反對者則擔心,將大量二氧化碳注入曾經開採石油的地下岩層,是否真的能安全保存數十年甚至數百年。
二、地下封存並不是把二氧化碳倒進地下洞穴
許多人聽到地下封存時,容易誤以為是在地下挖出一個巨大空間,再把二氧化碳灌進去,事實上,真正的封存方式並非如此!適合封存二氧化碳的地層通常位於地下約一公里以上,岩石雖然堅硬,但內部具有許多細小孔隙;過去石油、天然氣及地下鹽水便是儲存在這些孔隙之中,因此當油氣資源開採完成後,這些岩層仍可能具有儲存二氧化碳的能力。
在封存前,工業設施會先將排放氣體中的二氧化碳分離、純化並加壓,再透過管線輸送至注入井,高壓狀態下的二氧化碳密度較高,能夠進入地下岩層的孔隙空間,進入地下後,二氧化碳會受到多重機制固定,包括被上方不透水的蓋層阻擋、滯留於岩石孔隙中、逐漸溶解於地下鹽水,以及長時間與岩石中的礦物反應形成穩定的碳酸鹽礦物,這些作用共同提高了二氧化碳長期留存在地下的可能性。
因此,碳封存是否安全,關鍵不只是地下空間是否足夠,更重要的是地質條件是否適合、蓋層是否完整,以及整個注入過程是否受到持續監測。
三、老油田為何成為碳封存熱門地點?
Carbon TerraVault I 所在的 Elk Hills 曾是美國重要的油氣生產區,因此累積了大量地質調查與鑽井資料。對碳封存而言,這些歷史資料十分珍貴,能協助工程人員掌握地下岩層厚度、孔隙率、壓力分布及儲層位置,大幅降低開發風險。
此外,油氣能夠在地下保存數百萬年,也代表當地存在具有良好封閉能力的岩層,因此許多枯竭油氣田都被視為適合發展碳封存的場址。然而,老油田同時也是最容易引發爭議的地方,過去數十年的開採活動留下大量生產井、探勘井及廢棄井,如果井壁老化、水泥封層劣化或早期施工品質不佳,二氧化碳便可能沿著井體向上移動,增加外洩風險。
因此,美國環保主管機關要求業者在正式注入前,必須全面調查既有油井狀況,針對具有潛在風險的井進行補強或重新封井,並持續監測井體完整性、地下壓力、地下水水質及二氧化碳移動情形,以確保封存安全。
四、地震與地下壓力也是重要挑戰
除了舊井可能造成外洩之外,地下封存另一項重要議題是注入所造成的地下壓力變化!當大量二氧化碳持續注入地下時,岩層內部壓力會逐漸增加,如果注入速度過快或壓力控制不當,可能影響地下斷層穩定性,甚至誘發規模較小的地震。雖然目前全球大部分碳封存場址尚未出現重大地震事件,但相關風險仍受到高度重視。
由於加州本身就是地震較頻繁的地區,因此 Carbon TerraVault I 在規劃過程中,也必須進行詳細的地質評估與風險分析,並建立地下壓力及地震監測系統;如果監測發現壓力異常或地層出現變化,便須立即調整注入速度,必要時甚至停止注入,以降低風險。
五、居民擔憂的是長期安全與責任歸屬
雖然業者表示目前已有完善監測制度,但部分居民與環保團體仍提出疑問:如果二氧化碳在數十年後才發生緩慢外洩,是否仍能及時發現?另一項爭議則是責任歸屬。如果未來設施停止營運,而地下封存場仍需要持續監測數十年甚至更久,相關維護工作應由原業者、政府還是土地所有人負責,目前仍是各國發展碳封存時必須面對的重要課題。因此,除了技術是否成熟之外,完善的法規制度、長期監測機制及責任分工,也是影響社會是否接受碳封存的重要因素!
六、碳封存仍是淨零轉型的重要工具
儘管存在安全、成本及社會接受度等挑戰,多數國際能源與氣候研究機構仍認為,碳封存是實現淨零排放的重要技術之一!對於水泥、鋼鐵、化工及天然氣處理等難以完全消除二氧化碳排放的產業而言,碳封存可協助處理無法避免的剩餘排放,同時,隨著人工智慧、資料中心及高耗能產業快速發展,未來穩定且低碳的能源需求將持續增加,碳捕捉與封存技術也可能扮演更重要的角色。
然而,CCS 並非取代再生能源,而是作為能源轉型過程中的補充工具,未來仍需配合節能、再生能源、能源效率提升及產業轉型等多項措施,才能共同朝向淨零排放目標邁進!
七、總結
Carbon TerraVault I 的正式運作,代表加州碳封存技術已由研究與示範階段邁向商業應用,也反映全球 CCS 技術正逐漸進入實際部署的新階段,然而,碳封存能否真正發揮減碳效益,不僅取決於工程技術,更需要完善的地質評估、長期監測、法規制度及社會信任。
加州的經驗顯示,碳封存既是氣候變遷的重要解方之一,也是需要持續驗證與監督的新興技術。如何在降低碳排放與確保環境安全之間取得平衡,將是未來全球推動 CCS 發展的重要課題!
八、參考資料
- International Energy Agency (IEA). CCUS projects around the world are reaching new milestones.
- California Resources Corporation (CRC). Carbon TerraVault 計畫相關資料。
- 美國環境保護署(U.S. EPA)Class VI 地下二氧化碳封存井管理規範。




