當被遺忘的礦坑成為「持續碳源」——從美國賓州到全球，煤礦遺留如何攻擊我們的淨零目標
利創智能圖靈學院
科楠偵碳事務所
2025-11-7
本文將帶你深入探討一項可能被氣候科學與碳管理界忽略的重要發現：舊煤礦廢坑排流中的 CO₂ 排放，這一「隱形碳源」或為我們理解溫室氣體來源的切口進一步提出挑戰。
背景：古老煤礦的沉默脈動
在美國賓夕法尼亞州 （Pennsylvania）已有約 250 年的工業規模煤礦開採歷史。據資料指出，到1830年，當時匹茲堡 (Pittsburgh) 每天就消耗超過400噸煤。([SciTechDaily][1]) 開採活動雖早已結束，但地下與地表的採煤遺跡並未真正消失。許多礦坑早於1977年美國聯邦《礦業法》訂立前便已废棄、未受監管、未徹底封閉。
過去主流關注的是廢坑的酸性礦水 (acid mine drainage, AMD) 對環境的威脅：重金屬釋放、河流酸化、生物多樣性受損。但最新研究指出，除此之外，還有一條被忽略的碳排放路徑。
發現：廢礦排流竟成持續 CO₂ 來源
在 Dorothy Vesper 博士 (West Virginia University) 的最新研究中，她於 2025 年 GSA Connects 2025 上報告：這些廢棄煤礦的排水系統可能正在長期、穩定地向大氣釋放 CO₂。
更具體的是：在一項2016年的研究中，Vesper 及其團隊發現僅賓州 140 處廢礦排水，就可能每年排放的 CO₂ 與一家「小型燃煤電廠」相當。 這並非單一偶發，而是持續且分散的排放源。
化學反應機制簡明卻驚人：
1. 煤礦開採使含硫礦物（如黃鐵礦）暴露於氧氣與水中，生成硫酸。
2. 這些酸性水流穿過含碳酸鹽類岩石（如石灰岩／碳酸岩）時，溶解碳酸鹽岩中「封存已久的 CO₂ 」。
3. 溶解過程釋放出碳酸根離子 (CO₃²⁻)，隨後轉化為溶解無機碳或直接形成 CO₂ 。
4. 當這些含高 CO₂ 的水體排出地表、進入空氣與水界面時， CO₂ 會「脫氣」 (degas) 進入大氣。
換句話說，雖然煤炭已不再燃燒，但地下「封存碳」透過化學反應被重新釋放，成為一項持續排放源，地底仍在「呼氣」。
為何這類排放源在氣候模型中幾乎缺席？
這項發現之所以容易被忽視，有幾大原因：
- 廢礦數量與地理位置不明：許多老礦坑無妥善登錄，入口被植被覆蓋或完全封閉，實地巡查難度高。Vesper 團隊常需進入叢林、追尋老地圖才能找到排水出口。([Phys.org][2])
- 監測儀器限制：傳統環境監測器對於高濃度 CO₂ 水體易失效；Vesper 團隊反而借用釀酒工業用儀器來量測。
- 變動條件多、估算困難：排水量、雨水入滲、地層滲透、季節變化皆影響排氣量。若無長期監測，難以轉化為穩定排放估算。
結果是，這類長尾排放源幾乎未出現在任何氣候模型與國家排放盤查報告中。
後果：對淨零與碳盤查的衝擊
即使燃煤電廠關閉、化石燃料逐步淘汰，這些被遺忘的廢坑仍可能每年釋放數百萬噸 CO₂。
這對全球與台灣的淨零策略帶來三個層面影響：
1. 排放清單低估：現行清冊未含礦水 CO₂ 逸散。
2. 修復工程新目標：未來礦坑治理除防酸化外，也應抑制氣體脫逸。
3. 政策盲區顯現：各國在氣候法規中多以「燃燒」為核心，忽略了「化學釋放」。
台灣北部的潛在案例：沉默礦坑下的碳源
這項發現不僅屬於美國。台灣北部的老礦區——瑞芳、平溪、雙溪與金瓜石——都曾是煤礦重鎮。雖然開採早已停止，但地下坑道與排水系統仍在作用。每逢雨季或高地下水期，部分礦坑仍排出酸性礦水，河流呈現鐵鏽色與酸味。這些現象顯示，酸性礦水仍在與地層中的碳酸鹽岩反應，理論上會釋放二氧化碳。只是目前台灣的監測僅關注重金屬污染，尚未有任何單位測量其 CO₂ 濃度與逸散量。換言之，這可能是台灣版的「被忽略碳源」。若要朝全面淨零邁進，地方政府與中央機關應將這類歷史遺留坑道納入環境監測與碳盤查，建立礦水 CO₂ 排放基準。這不僅是污染治理，也是一種被動的減碳策略。若能在礦坑封閉或水處理工程中加入抑制 CO₂ 脫氣的設計，將成為台灣 ESG 報告中可量化的「隱形減碳貢獻」。
結語：對氣候治理的提醒
被封存的碳，並不總是安全的。它可能從遺忘的礦坑中重新釋放，靜悄悄地對抗我們的減碳努力。台灣北部的山區與溪谷，不只是歷史遺跡，也可能藏著需要被量化的排放源。若想真正實現「淨零」，就必須看見這些沉默的排放。
參考資料：
[1]: "Scientists Discover a Major, Currently Unaccounted-For Source of Greenhouse Gas"
[2]: "Abandoned coal mine drainage identified as a significant source of carbon emissions"
[3]: "Abandoned coal mines are still emitting carbon, decades later"
[4]: "Centuries-old, closed coal mines still releasing CO2, study finds"
[5]: "Abandoned Coal Mines May Be Major Contributors to Carbon Emissions"
