IEEFA近日發布技術評估報告,聚焦於離岸二氧化碳(CO2)地質封存與碳捕獲與封存(CCS)技術的深層製程風險。當前諸多如埃克森美孚、雷普索爾及雪佛龍等大型能源業者,正積極於墨西哥灣租賃廣大聯邦與州立海域,戮力推動離岸CCS技術與工程開發。支持者認為離岸封存具備優異的地質結構條件、鄰近主要碳排放源,且能顯著簡化管線與鑽井許可的申請路徑。然而,二氧化碳的注入與地質封存屬於高度複雜的系統工程,涉及極具專業性的高規格特殊材料與設備參數操作,這與過去陸域提高石油採收率(EOR)將二氧化碳從天然氣製程中輸送並注入既有舊井以驅逐原油的傳統製程技術,存在本質與範疇上的顯著差異。
深入探討注入與地質封存的核心製程,該技術面臨許多未被完全評估的關鍵結構風險。在二氧化碳注入與氣體羽流穩定期間(通常長達二十五至五十年),系統內部壓力持續攀升,導致蓋岩裂隙、未預期羽流遷移及複雜地質異常等急性製程問題的發生機率大增。隨著製程時間拉長,長期存放將引發鋼製套管材料與水泥結合面的化學腐蝕劣化,進而破壞井體之結構完整性。此外,因井體鑽鑿與高壓注入所誘發的微震活動,亦可能擴展既有微裂隙或創造全新裂隙通道,使地層儲集層失去包封能力。根據數值模擬數據,在封存製程啟動後的二十至九十年間,發生包封失效與洩漏的累積機率實質上已高達百分之五十以上。
定量技術成效與洩漏率評估顯示,在缺乏強力監管的「不當監管情境」下,製程實施十年後可能流失高達百分之五的二氧化碳注入總量,五十年後升至百分之十七,一萬年後甚至高達百分之三十三。若以設定的注入目標總量一百二十億噸計算,十年間流失的二氧化碳即高達六億公噸,這在技術上相當於初期已注入量的百分之十六之高。在洩漏級別與路徑分析中,每日洩漏量介於五十至一千公噸的「中度」與「重大」洩漏,主要透過延伸數百公尺的大型斷層帶或天然氣煙囪效應流失。即使是每日流失五百公噸的中度洩漏,在無效遏止的製程環境下,二十五年內即會累積釋放高達四百六十萬公噸的二氧化碳。目前工程人員缺乏有效修復地質儲集層漏損的製程技術,僅能採取停止注入以終止壓力攀升,或進行鹽水管理以調節壓力。
在材料科學與長期穩定性層面,封存的二氧化碳若未發生固定礦物化反應,將持續在儲集層地層內遷移。然而,二氧化碳與周邊岩石交互作用並轉化為穩定固體礦物的製程極其緩慢,需耗費數千年的地質時間。技術數據指出,歷經一千年的存放後,此種完全固定的穩定礦物化成分,在鹽水層封存中僅占約百分之十,在枯竭氣田製程中甚至低於百分之五。這意味著在長達數百年的長期存放階段,由於持續的化學反應降解井體結構材料,加上許多地區法律允許對二氧化碳儲集層進行鑽穿權等複合製程操作,導致整體包封失效與二次洩漏的製程風險將長期存在。