編者按：這是關於碳捕獲與封存系列五篇專題報道中的第三篇，從2009年4月6日至4月10日每日釋出。
十多年來，挪威石油公司 Statoil Hydro 一直在其 Sleipner West 油田中從天然氣中分離出導致氣候變化的二氧化碳 (CO2)，並將其埋在海底之下，而不是排放到大氣中。
該公司估計，自 1996 年以來，已將超過 1000 多萬公噸的二氧化碳儲存在地下約 3,300 英尺（1,000 米）深的砂岩層中，而這些二氧化碳都 留在原地，這意味著儲存可能是 碳捕獲與封存 (CCS) 挑戰中最簡單的部分。
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二氧化碳儲存的基本原理很簡單：儲存天然氣數百萬年的同一 Utsira 砂岩地層也可以用來捕獲二氧化碳，Statoil 的 CCS 顧問 Olav Kaarstad 解釋說。一層 800 英尺（250 米）厚的砂岩層——多孔、易碎的岩石，將氣體捕獲在其顆粒之間的微小空間中——被相對不滲透的 650 英尺（200 米）厚的頁岩和泥岩層（想想：硬化的粘土）覆蓋。“我們並不太擔心密封的完整性以及二氧化碳是否會在地下停留數百年，”Kaarstad 說。
該公司透過定期地震測試來監測其儲存情況，這個過程很像地球的聲波圖，斯坦福大學全球氣候與能源專案主任、水文學家 Sally Benson 說。監測表明，從 1996 年到今年 3 月，液態二氧化碳已擴散到約 3 平方公里的面積，僅佔可用儲存面積的 0.0001%。
“我們不是進入鹽洞，也不是進入地下河。我們是進入微觀的小孔，”德克薩斯大學奧斯汀分校的地質學家 Susan Hovorka 解釋說，她曾在美國參與 試點專案。“加起來就是一個很大的儲存空間。”
有多大？美國能源部 (DoE) 估計，根據 2008 年能源部地圖集，僅美國就擁有地質儲層（可滲透砂岩或深層鹽水含水層形式）可儲存 3.911 萬億公噸二氧化碳。這些儲層足以容納該國約 1,700 個大型工業源每年排放的 32 億公噸二氧化碳。大部分儲存地點靠近美國大部分煤炭燃燒地：中西部、東南部和西部。“至少有 100 年的二氧化碳封存能力，可能還要多得多，”Benson 說。
儲存似乎也是長期的；封存的二氧化碳不僅僅是坐在岩石中等待逃逸的機會。幾十年後，它會與周圍的岩石形成碳酸鹽礦物，或者它會溶解到與孔隙空間共享的鹽水中，Hovorka 指出。事實上，當她試圖使用天然氣開採技術將二氧化碳從德克薩斯州代頓南部的一個測試地點抽出時，嘗試完全失敗了。
根據聯合國政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 在 2005 年釋出的 關於 CCS 的特別報告，一個經過適當選擇的場地應能安全儲存至少 99% 的封存二氧化碳超過 1,000 年。太平洋西北國家實驗室高階研究科學家兼 IPCC 主要作者 James Dooley 認為這是一個可以實現的目標。“如果將 [二氧化碳] 推入砂岩需要這麼多能量，那麼將其取出也需要很多能量，”他指出。“就像油田一樣，我們只能取出原始油藏中一半或更少的石油，大量的二氧化碳被困在裡面。它被固定在岩石中。”
受到 Sleipner 專案成功的鼓舞，Statoil 最近在巴倫支海的 Snohvit 天然氣田中啟動了另一個二氧化碳注入專案，儘管他們需要建造一條 95 英里（150 公里）的海底管道，將二氧化碳輸送到可以封存的地方。
自 2005 年以來，石油巨頭 BP 及其在阿爾及利亞 In Salah 天然氣田 的合作伙伴（包括 Statoil）每年從那裡生產的 90 億立方米天然氣中分離出 10% 的二氧化碳，並將 100 萬公噸液態二氧化碳透過另外三個井泵回底層的鹽水含水層，耗資 1 億美元。
BP 使用各種技術，包括衛星監測，來觀察二氧化碳儲存（和天然氣開採）的影響。BP 替代能源部門 CCS 技術和工程經理 Gardiner Hill 表示，雖然某些區域因天然氣開採而下沉了約 0.24 英寸（6 毫米），但在二氧化碳注入井附近，地面上升了約 0.39 英寸（10 毫米）。
“天然氣已在地下存在約 2000 萬年，因此我們知道 [儲層] 具有完整性，”他說。能源部的 國家能源技術實驗室 也在致力於開發適當的監測、驗證和核算技術。
當然，BP 和 Statoil 進行這些 CCS 專案並非出於慈善目的。挪威政府對每公噸碳徵收約 50 美元的碳稅，這促使了 Sleipner 和 Snohvit 的二氧化碳封存。“成本只是稅收的一小部分，”Kaarstad 說。“我們實際上從中賺錢。”
Statoil 和 BP 都預見到更多賺錢的二氧化碳儲存機會。Hill 指出，如果大規模部署 CCS，社會將需要石油行業的專業知識——其“100 年的地下了解”，他說。“我們希望我們透過此積累的經驗能夠使 BP 能夠利用未來的任何業務。”
“我的一個預測是，這將是一個非常大的產業，不僅儲存地下二氧化碳，而且運輸二氧化碳，”Kaarstad 補充說。“這不會在一夜之間發生，但幾十年後可能會像天然氣一樣規模龐大。”