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向新領域邁進——「台德海域天然氣水合物調查及二氧化碳封存」研討會報導

2009/12/05 經濟部能源局 點閱人次: 236

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▓撰文╱圖片提供:邱瑞焜

天然氣水合物是各國目前積極研究的非傳統能源之一,在台灣西南海域有龐大的蘊藏量;而德國過去在天然氣水合物調查及二氧化碳封存投入了很多心力,有豐富經驗及較好的研究設備,所以雙方希望藉由共同舉辦研討會來締造台德能源合作的契機。

「台德海域天然氣水合物調查及二氧化碳封存」研討會,是在國家科學委員會和德國「萊布尼玆研究協會」支持下,由能源國家型計畫辦公室主辦及台灣海洋科技研究中心等單位協辦的一場海洋能源學術饗宴,於2009年11月假國立台灣大學凝態館國際會議廳召開。此次研討會的主要目的,是希望提升雙方天然氣水合物調查與二氧化碳封存技術及研發能力,增進台、德間的海洋科技合作與人員交流,並喚起台灣社會及學術界對能源與溫室氣體減量議題的重視。

這次研討會集合了台德雙方這兩個領域最頂尖的海洋科學家,德國方面有多位與會者是萊布尼茲海洋科學研究中心(Leibniz-Institute of Marine Science,又名IFM-GEOMAR)的資深研究人員,而台灣方面的專家則來自台灣海洋科技研究中心、經濟部中央地質調查所、台灣大學、中央大學等機構,研討會一共發表了37篇論文,大約有200位與會者參加。

利用二氧化碳置換甲烷氣的絕佳概念

此次研討會的主題為天然氣水合物調查及二氧化碳封存,一個是天然氣能源的探勘,一個牽涉到溫室氣體的減量,把這兩個看似毫無關聯的議題結合在一起,其實大有玄機。因為在物理性質上,二氧化碳比天然氣(甲烷)更容易存在於水合物的架構中,當液態的二氧化碳注入到天然氣水合物中,理論上會發生氣體分子的置換作用,二氧化碳氣體將去取代天然氣原本的位置。所以未來如果探勘技術成熟,想要開採海洋中的天然氣水合物來獲得能源時,就可以把發電廠及工業界產生的二氧化碳,注入到有天然氣水合物蘊藏的地層中來產出天然氣,這樣就可以一石二鳥地解決人類能源不足與降低溫室效應的兩大問題。

而用這種置換方法還有一個很大的優點,就是它能讓能源的開採更安全,因為要是單純利用加熱法或減低壓力法來開採海床下的天然氣水合物,會因為水合物架構被破壞、天然氣被抽走了,使得地層結構改變,而造成海床邊坡不穩定,大幅提高海底山崩的機率。但是如果利用二氧化碳來置換,就不會產生這種問題,因為原本的水合物架構還是會存在,所以就算是大量開發,海底山崩發生的機率還是可以控制在一定的範圍內,可以避免海底山崩而導致海洋生態浩劫。

研討會焦點:德國SUGAR計畫

研討會由3場專題演講揭開序幕,第一位專題演講的講員為德方的Klaus Wallmann教授,主講「二氧化碳封存技術的最新發展」。他提到德國目前正在進行的SUGAR(Submarine Gas Hydrate Reservoirs)計畫,就是研究如何利用二氧化碳去取代海域天然氣水合物中的甲烷,達到獲取能源及溫室氣體減量的雙重目標。而這個計畫一提出便獲得德國政府的大力支持,前3年的總經費達到1,300萬歐元,相當於6億2千萬新台幣。

Wallmann教授指出,德國雖然在其經濟海域中沒有很多天然氣水合物的賦存,但是德國學術界及工業界在海洋科技上有豐富的經驗及相對先進的技術與研究船,他們希望透過國際合作的方式,也就是德國提供技術,其他國家提供實驗場地,然後把這些新發展的技術實際用在有天然氣水合物賦存的海域。他認為台灣西南海域是一個非常合適的研究區域,可做為台德在海洋能源技術合作的開端。

第2場台方安排的專題演講,是由經濟部中央地質調查所的博士王詠絢講述「台灣在天然氣水合物調查研究的最新發展」,剛好呼應Wallmann教授的看法。王博士介紹了中央地調所推動的大型4年期研究計畫,計畫內容包括利用「地球物理」及「生地化」方法來研究天然氣水合物的分布與成因,兩個方法的研究成果都指出台灣西南海域有很高的天然氣水合物賦存量。

而德方安排的另外一場專題演講,則是由德國萊布尼茲海洋科學研究中心的Christian Berndt教授,說明台德雙方未來如何在台灣外海進行聯合調查工作,內容包括將利用德方的儀器設備(例如:德國太陽號研究船、高解析度三維反射震測裝備等),來研究天然氣水合物的生成、分離及天然氣如何在地層中遷移。而研討會中其他發表的論文也都獲得與會者的肯定與熱烈討論,獲益良多。

值得一提的是,未來要落實台德能源合作,兩方的科學家特別在所有的論文發表後舉行圓桌會談,討論科學議題上的相關細節,並達成多項的實質合作方案,包括2011年在德國基爾市進行第2次台德雙邊研討會,以及在2012年利用德國的研究船進行聯合探測等,也為此次「台德海域天然氣水合物調查及二氧化碳封存研討會」劃下完美句點。

台德能源技術合作大有可為

目前有許多國家都在進行天然氣水合物的研究,例如:日本在南海海槽(Naikai Trough)、加拿大在Mallik三角洲等。由於日本、加拿大都是在其境內有天然氣水合物賦存,加上這些國家致力相關技術的研發,所以他們目前在天然氣水合物研究領域已經處於領先的地位,均在研究如何進行商業開發的階段;而台灣與德國若能相互合作,發揮彼此所長,相信一定可以迎頭趕上。(作者任職於台灣海洋科技研究中心)


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