地底存碳是暖化救星,或只是杯水車薪?

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圖片作者:ChatGPT

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為什麼要把 CO₂ 埋到地底下?


面對越來越快的全球暖化,光靠減少排放已經不夠(嗯...因為沒有真的在努力吧!),還需要把二氧化碳(CO₂)從大氣中「移除」。但是,移除的CO₂要放哪裡呢?其中一個辦法,就是把 CO₂ 捕捉起來,注入到地底的沉積岩層裡,期望它能安全地在地底下存放幾百甚至上千年。這種方法叫做地質封存(Geologic Carbon Storage, GCS)


想像把 CO₂ 打進枯竭的油氣田或深層鹽水層,利用上方不透水的岩層當「蓋子」,讓它不會跑出來。聽起來是個很聰明的辦法,但這個辦法真的有那麼好用嗎?


過去的估計認為,全球可用的地下空間可以放下1 萬到 4 萬億噸 CO₂,看起來幾乎是不太容易用盡。但是最近(2025 年)發表於《自然》(Nature) 的研究,把所有的地下空間全部重新檢視後發現,如果把地震帶、人口密集區、極地和保護區等具有風險因素的地區排除,可安全使用的空間其實只剩下 1,460 億噸(1,290–2,710 億噸)CO₂,整整少了一個零。

為什麼有些地方不適合做地質封存?研究團隊基於風險考量,提出了幾個主要的排除條件:

  • 活躍斷層與地震帶:如果地震發生,可能造成地層出現裂縫,讓 CO₂ 洩漏出來,不就功虧一簣了嗎?所以這些地方當然是不可以的。
  • 人口密集區周邊:封存的 CO₂ 會溶解在地下水裡,形成碳酸,導致酸化,不但危害飲用水安全,也可能溶出有毒金屬,帶來健康風險。
  • 極地與保護區:這些地方有敏感的生態系,或是環境極端嚴苛(如極地的低溫與冰層覆蓋),進行工程的風險與成本都非常高,因此不建議開發。
  • 水深超過 300 公尺的海域:水太深,基礎設施的建設和維護困難度與成本都大幅增加。
  • 沉積層深度不合適:過淺的盆地封存不牢靠,容易洩漏;過深則需要高壓注入,可能導致斷層活化或地震,工程風險太大。

這些限制顯示,地質封存並不是「想存就能存」,而是一個必須謹慎挑選地點的有限資源。


盤點完後,比預想的整整少了一個零意味著,就算我們真的把所有這些空間都用來儲存從大氣中移除的 CO₂,最多只能把全球溫度降個 0.7°C 左右。但是,我們已經讓地球升溫超過1.5度了!


也就是說,對目前的狀況來說,降回 0.7°C其實是「杯水車薪」,如果人類以為可以倚仗這個技術繼續大排特排,那就真的是要自取滅亡了。


有些人可能會有疑問:把大量的二氧化碳注入地下,難道不會誘發地震嗎?


你可能聽過,美國德州有大規模地把 CO₂ 打進地底,後來當地的地震就變多了。事實上,那裡把 CO₂ 打進地底,主要的目的是為了增進採油(EOR)而不是封存。他們把 CO₂ 打進油藏,才能把更多石油逼出來。因此,德州確實也是全球 CO₂ 注入最多的地方之一。


那麼,近年德州地震增加,是不是因為這個原因呢?多數科學家認為,德州地震增加主要跟廢水回注(油氣開採後把伴生水注回地底)有關,而不是單純的 CO₂ 封存。不過,CO₂ 封存的確存在理論上的風險:因為注入CO₂ 會增加孔隙壓力,有可能重新活化斷層,引發地震。


例如美國伊利諾州的 Decatur 專案,就監測到注入期間有許多小地震(M<2),幸好規模很小。這就是為什麼這篇最新研究會建議:進行碳封存必需避開地震帶與活斷層,否則一旦 CO₂ 洩漏或污染地下水,效益可能一夕歸零。


跟其他的資源一樣,研究也指出,剩下的「安全封存空間」分布得極不平均。


美國、俄羅斯、澳洲、巴西等國仍保有相當潛力。

至於歐洲、印度、挪威等地因地震、人口密集或保護區限制,容量大幅下降。

另外,一些排放少的發展中國家(如印尼、非洲部分國家)反而擁有較大的封存空間;這可能會引發「誰來存、誰付錢」的爭議。


說到付錢...碳封存貴嗎?讓我們來看一下碳封存的成本結構,可以從三個部分來看:


1. 碳捕捉(Capture)

這部分,如果從火力發電廠或工廠煙囪抓 CO₂會比較便宜,目前大約 40–120 美元/噸 CO₂。但是,如果是從空氣直接抓(DAC, Direct Air Capture),因為大氣中CO₂的濃度低,成本更高,約 200–600 美元/噸 CO₂。


2. 運輸(Transport)

運輸CO₂需要管線或船隻,把 CO₂ 運到合適的地點注入,通常每噸CO₂從幾美元到十幾美元。


3. 封存(Storage)

如果是注入枯竭油氣田或鹽水層,每噸 CO₂約 10–20 美元。若是將CO₂用在「增進採油(EOR)」反而能賺錢(因為逼出更多石油),但這在淨零邏輯上有爭議。


所以,一整套算下來,每噸的CO₂封存成本可以從50–150 美元(工業捕捉 + 封存)到每噸 CO₂ 200–600 美元(直接空氣捕捉 + 封存)不等,就看使用的方法了。


當跨國碳交易出現,也就是排放大國花錢把捕捉的 CO₂ 送去他國封存的時候,還會帶來新的風險(跨國運輸洩漏)、新的不平等,以及「誰應該承擔責任」的倫理爭議。


比方說,萬一過後賣儲存空間的國家,因為人口日益增長,想要開發那些有儲存CO₂ 的位置呢?萬一該國家在儲存碳的區域發現了亟需保護的物種呢?這些封存位址。誰來維護?誰付錢?


地底存碳並不是氣候萬靈丹


從這篇研究我們了解到,地底存碳有上限,而且安全容量比過去想像的要小得多。必須搭配其他策略,像是再生能源、植林、土壤碳固存、藍碳生態系等,才能達到降溫的目的。


不可忽視的風險包括地震、地下水污染、以及社會接受度。別忘了,許多人很願意享受現代社會的各種好處,但是說到要把帶來這些好處必不可少的設施蓋在他家附近的時候...他就會大力反對了。這就是所謂的「別在我家後院」症候群。


由於這些儲存空間並不是均勻分布的,可預見的未來,不同國家間的資源與責任分配一定會引發爭議。


總而言之,把 CO₂ 存進地底,就像替地球準備一個「碳銀行保險箱」。但這個保險箱其實比想像中小得多,而且還有洩漏和地震的風險。更重要的是,如果我們今天貪心存放太多,未來世代就可能沒有空間可用了。


所以,地底存碳絕對不是讓我們繼續燃燒石油的藉口,而是最後的「備援手段」。真正能決定人類未來的,還是減排的速度與決心(有嗎?)。


參考文獻:

Gidden, M.J., Joshi, S., Armitage, J.J. et al. A prudent planetary limit for geologic carbon storage. Nature 645, 124–132 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09423-y


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