【2021/12/29 ScienceDaily】

在過去的 50 年中，大氣中的二氧化碳 (CO₂) 比例顯著增加，導致全球氣溫升高和地球氣候的劇烈突變。碳捕集與封存 (Carbon capture and storage，CCS) 是應對氣候危機的新技術之一。藉由工業過程的排放物或發電過程燃燒化石燃料中來捕獲 CO₂，然後儲存在地下的地質構造中。碳氫化合物系統中所產生「清潔燃燒」的氫氣，碳捕集與封存將是關鍵性技術。英國政府最近選擇了四個地點來開發價值數十億英鎊的 CCS 項目，該項目為 2030 年每年從重工業中減少 20-3000 萬噸CO₂排放的計劃中的一部分，其他國家也做出了類似的碳減排承諾。

長久以來許多的油田或油氣儲油層都持續將CO₂注入油氣層作為提高採油率 (CO₂-EOR) 的一種油田枯竭手段。因此，這個項目適時的提供了一個獨特的機會來評估在工程時間尺度上CO₂注入的地質生物化學反應動力學。也就是CCS 可能將成為人類降低氣候變化的關鍵工具。除了計算機和實驗室實驗建立模式之外，了解 CCS 實際至關重要的反應動力原理，提供安全可靠的 CO₂ 地質封存的信心。

牛津大學的國際合作團隊首次運用最先進的同位素示踪劑（稀有氣體、團塊和穩定同位素數據）與微生物數據相結合，調查美國路易斯安那州 CO₂-EOR油田中注入CO₂ 的反應動力趨勢。將 CO₂-EOR油田的地質生物化學成分與相鄰油田的對照組進行了地質生物化學成分比較。發現CO₂-EOR 留下高達74% 的CO₂溶解在地下水中。多達13-19%的注入CO₂可以被微生物轉化為甲烷。甲烷是一種比二氧化碳更強的溫室氣體。與CO₂相比，甲烷的溶解性、壓縮性和反應性都較低。因此，可以安全注入這些地點的CO₂。牛津大學已確認這個反應機制。未來，在 CCS 選址中可以列入考慮。溫度是富含 CO₂ 的天然氣田和 CO₂-EOR 油田發生這種反應的一個關鍵因素。大多數 CCS 地質目標對於微生物的活動來說顯得太深及太熱。然而，若CO₂可由更深層的高熱環境洩漏到較淺層，較低溫且適於微生物活動的地質結構中，CO₂轉變為甲烷的微生物代謝過程就可能會發生。

這項研究對於確定未來的進行長期CCS碳捕集技術，降低風險、建立安全基礎條件和長期監測計劃至關重要。

《產業發展中心 產業分析組 金悅祖 摘譯》

資料來源:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211229133517.htm