二氧化碳地質封存必要條件如下:
- 一套完整的封存系統:儲集層及蓋層。避免向上移棲及洩漏,蓋層將二氧化碳永久的儲存在封存層中。
- 蓋層及儲集層要夠厚,並確保可儲存大量的二氧化碳,深度須介於約800 ~ 3000公尺間。
二氧化碳地質封存有四類型(右圖):
- 廢棄的油氣儲集層
- 將二氧化碳注入至油氣儲層,進行油氣增產(EOR/EGR)。
- 深部鹽水層(陸域與海域)
- 將二氧化碳注入至廢棄煤層以增加煤層氣生產量
地質封存是能夠有效儲存大量二氧化碳的方法
地質封存是能夠有效儲存大量二氧化碳的方法
CO2各種封存機制之貢獻度與安全性隨時間之變化
封存機制 | 二氧化碳狀態 |
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構造或地層封存 | 超臨界態 |
殘餘封存 | 超臨界態 |
溶解封存 | 液態、碳酸、碳酸根、重碳酸根等 |
礦化封存 | 碳酸鈣等 |
二氧化碳封存機制介紹—構造與地層封存 structural and stratigraphic trapping
注入的超臨界態二氧化碳密度(<0.7 g/cm3)小於水,會上浮直到遇到不可滲透的蓋岩層才會停止。蓋岩層通常為緻密的頁岩,可阻絕二氧化碳向上移棲,並使二氧化碳聚集在蓋層下方,並隨時間轉化成其他封存機制。
二氧化碳封存機制介紹—溶解封存 solubility trapping
二氧化碳的碳酸根可與儲集地層中的礦物質發生交互作用,如鈣、鎂、鐵等離子,而形成礦物沉澱。在特定環境中,95%的注入二氧化碳可在兩年內轉為礦化封存(Matter et al., 2016)。
二氧化碳封存機制介紹—溶解封存 solubility trapping
二氧化碳會溶解於原本存在孔隙中的地層水,而溶解二氧化碳的鹽水較周遭鹽水重,故會向下沉、遠離蓋層,可降低二氧化碳洩漏的風險。
二氧化碳地質封存的最適深度範圍