WSP觀點/可行性評估與環境監測：碳捕捉後封存(CCS)的關鍵步驟與挑戰

    在臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明中(圖1)，碳捕捉利用及封存(CCUS)為其中一項關鍵策略，表示碳捕捉後封存(CCS)對臺灣2050淨零排放有重要影響。臺灣自2009年便開始評估區域性的二氧化碳封存潛能，陸地上的封閉構造、濱海開放鹽水地區、海域開放鹽水層和海域封閉構造等增加了地質封存的潛能(圖2)。

其實早在2012至2013年間，中油預備以舊的油氣開採場址「苗栗永和山」作為碳封存試驗場址，當時因忽略民眾溝通的重要性，民眾難以理解碳封存的意義，因此引起民眾對於二氧化碳外洩的憂慮。而環境監測可通過監測二氧化碳儲存區域的地質變化、水質、空氣品質等因素，即時識別潛在問題並制定對應環境保護措施。

透過蒐集環境監測數據，提供給當地社區和利害關係者，加強透明度和參與度，藉由增加社會接受度，使碳捕捉後封存試驗計畫能順利進行。因此環境監測在碳捕捉後封存計畫中扮演至關重要的角色，有助於最大程度降低其對社會的負面影響。
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圖1 臺灣2050淨零轉型之十二項關鍵策略
圖片來源：國發會。臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明
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​圖2 臺灣二氧化碳地質封存之發展與潛能
圖片來源：馬瑋謙。科技大觀園（圖／世新大學「二氧化碳與能源發展科普推廣計畫」製作)
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    台灣中油股份有限公司為積極響應政府綠色能源推動，於2023年通過鐵砧山碳封存試驗計畫的環評初審，旨在驗證碳捕捉技術的可行性和安全性，同時實現國家減碳目標。
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    以鐵砧山注產區的井坪用地作為小規模二氧化碳封存試驗場址(圖3)，預計執行三年，每年將灌注10萬噸的二氧化碳，總計將達到30萬噸。此計畫不僅能實際運用二氧化碳封存技術，還能藉機宣導碳捕捉技術，提升民眾接受度。同時，透過蒐集環境監測數據，驗證碳捕捉技術的實際效果，也能做為主管機關制定或修訂對應法規的實際依據。

圖3 鐵砧山二氧化碳封存試驗場址
圖片來源:環評書件查詢系統。〈鐵砧山地區天然氣注、產氣井開發計畫環境影響說明書第四次變更內容對照表〉（書件全文）。
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    以中油鐵砧山碳封存試驗計畫之環境監測計畫為例(表1及表2)，說明監測計畫如何制定:
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表1 施工期間環境監測計畫

​資料來源：環評書件查詢系統。〈鐵砧山地區天然氣注、產氣井開發計畫環境影響說明書第四次變更內容對照表〉（書件全文）。
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表2 營運期間環境監測計畫

資料來源：環評書件查詢系統。〈鐵砧山地區天然氣注、產氣井開發計畫環境影響說明書第四次變更內容對照表〉（書件全文）。

    計畫在鐵砧山礦區進行二氧化碳封存，為確保安全，進行了對地層移棲行為的監測追蹤和模擬預測。數值模型設定包括孔隙率和滲透率，灌注目標量為每年100,000噸，灌注期程為3年，並評估不同灌注速率下的風險。風險評估包含對斷層洩漏風險的分析，初步評估對地層穩定性的影響不大。最大井底壓力增加的情況下，應力狀態改變仍在安全範圍內。
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    為了進一步監測洩漏風險，制定環境監測計畫，包括土壤氣、大氣、地下水採樣及二氧化碳連續監測站的設置，以監測二氧化碳是否滲漏至淺層地下水體與地表。此外，對於斷層滲漏風險的慎重評估已進行背景監測數據蒐集，並擬定對應的緊急應變程序。
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​    環評階段使用AERMOD模式模擬施工期間對空氣品質的影響，結果顯示在施工期間，施工車輛排放對周邊道路沿線的污染增量微弱，影響有限。營運期間新增車輛可能對空氣品質有限的影響，但在可接受範圍內。評估結果顯示，施工及營運期間的空氣品質影響在合理範圍內，建議在施工期間要求施工機具取得自主管理標章，以進一步降低基地內空氣品質負荷。後續工程開始施作後，透過執行空氣品質監測，來確保工程不會對人體及環境造成影響。
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    環評階段進行噪音模擬評估，主要考慮施工期間的機具噪音、交通噪音，以及營運期間廠內機具運轉及通勤交通噪音。總體而言，施工及營運期間噪音影響可忽略，並符合法規標準。
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    振動影響評估考量施工及營運期間的振動源，主要分為施工機具振動和交通運輸振動。依據「環境振動評估模式技術規範」規定，參考日本振動標準及人體振動感知閾限進行比較。綜合而言，施工及營運期間振動影響可忽略，並符合環保標準。後續工程開始施作後，透過執行噪音振動監測計畫，來確保工程不會對人體及周遭環境造成影響。
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    國際上已有二氧化碳封存對於地下水保護之相關準則可供參考(表3)，中油鐵砧山碳封存試驗計畫鑽井之套管設計將依循國際相關準則進行施工，並遵循相關技術指導規劃辦理地表及井下監測系統之建置，長期監測二氧化碳之封存對水質和地下水環境之影響。
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​表3 國際碳捕捉後封存地下水監測指標彙整表

​資料來源: 簡慧貞(2015)。臺灣二氧化碳地質封存環境與監測規範芻議
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    環評階段對施工及營運期間的交通運輸影響進行詳細分析，考慮施工人員及工程車輛的通勤及運輸活動，預估施工人員通勤車次和工程車輛數量。綜合而言，施工及營運期間對鄰近道路的交通影響程度有限，符合交通運輸相關標準，可視為可接受的水準。後續工程開始施作後，透過執行交通流量監測，來確保工程不會對鄰近道路造成影響。

    透過環境監測，我們能實際追蹤碳捕捉後封存對環境的影響，包括地形地質、空氣品質、噪音振動、地面及地下水質、交通運輸等，可透過監測數據，評估二氧化碳封存對生態和人類健康的潛在風險，並有效管理策略，確保在碳捕捉後封存技術實施期間，保護生態平衡和社區福祉。

    碳捕捉後封存技術（CCS）是一項應對氣候變遷的重要策略，其可行性取決於技術成熟度、成本效益和環境影響的有效管理。在環境監測方面，為確保CCS的實施不對生態環境產生負面影響，以及確保捕捉、運輸、封存過程中二氧化碳的安全性，環境監測至關重要。其中考量到環境生態、水資源、空氣品質等因素，並確保封存區域的地質特性能夠長期安全地固定二氧化碳。
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    在台灣2050淨零路徑中，碳捕捉利用及封存（CCUS）的預估減碳目標，是於2030年減碳效益可達每年460萬噸，2050年達每年4020萬噸。目前在2022年前瞻計畫中，經濟部提出〈二氧化碳捕捉及封存試驗計畫〉，包含台電位在台中電廠的〈台灣電力公司碳捕集與碳封存先導試驗計畫〉與中油位於苗栗通霄鎮梅南西段的〈鐵砧山碳捕存跨部會試驗計畫〉兩項計畫，未來發展應推動更多示範項目，通過不斷的創新、政策支持和國際協作，CCS技術有望在未來發揮更為重要的作用，為實現低碳經濟做出積極貢獻。
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​參考資料:
台灣中油股份有限公司（2023）。〈鐵砧山地區天然氣注、產氣井開發計畫環境影響說明書第四次變更內容對照表〉（書件全文）。環境部環評書件查詢系統。
風險社會與政策研究中心(2023)。重啟碳封存──鐵砧山場址碳封存試驗推動現況與民眾溝通。
經濟部（2022）。〈前瞻基礎建設計畫－綠能建設 二氧化碳捕捉及封存試驗計畫〉。
科技大觀園(2018)。台灣二氧化碳地質封存之封存潛能。
國發會(2022)。臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明。
簡慧貞(2015)。臺灣二氧化碳地質封存環境與監測規範芻議。
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