Вуглекислий газ може зберігатися під землею сотні тисяч років
Холодний гейзер: з незапечатаної нафтової свердловини в штаті Юта виривається вуглекислий газ.
Нове дослідження вчених Кембриджського університету (University of Cambridge) показало, що природні скупчення CO2, замкнені під землею близько 100 000 років, не мали істотного руйнівного впливу на гірські породи, а значить зберігання вуглекислого газу під землею набагато безпечніше, ніж вважалося раніше. Результати роботи опубліковані в журналі Nature Communications.
Міжурядова група експертів зі зміни клімату стверджує: щоб середня світова температура не піднялася вище двох градусів Цельсія, необхідно до 2050 року скоротити викиди парникових газів на 40 - 70%. Досягти цього непросто, оскільки більшість держав з часом нарощують виробництво і збільшують споживання енергії, а значить - і викиди вуглекислого газу. Однак боротися зі зміною клімату все ж можливо, і один із способів - технологія вловлювання і зберігання вуглецю (УХУ).
На підприємствах вуглекислий газ відокремлюють від інших газів, що утворилися в процесі згоряння палива, стискають, поміщають у цистерни і доставляють до пористих геологічних формацій. Там двоокис вуглецю закачують у природні резервуари на глибину понад кілометр. Щоб вуглекислий газ не впливав на клімат, його потрібно замкнути під землею як мінімум на 10 000 років. Ключовий компонент безпеки геологічного зберігання CO2 - так звана перекриваюча порода або кепрок, непроникний шар глинистого сланцю або глинистої породи над формацією-сховищем. Газ закачують під землю в рідкому стані, але щільність рідини нижче (50 - 80%) щільності наповнюючої піщаник води, тому CO2 рухається нагору, поки не досягне кепроку.
"Попередні дослідження з використанням комп'ютерного моделювання та лабораторних експериментів показували, що рідина, яка утворюється в міру розчинення CO2, поступово роз'їдає перекриваючу породу, роблячи її більш проникливою, і ставить під загрозу безпечне зберігання CO2, - провідний автор дослідження професор Майк Бікль (Mike Bickle). «Вивчення природних скупчень вуглекислого газу, в яких CO2 зберігається протягом часу, необхідного для ефективного зберігання, дозволяє набагато краще передбачити поведінку газу під землею», - додає він.
Вчені обстежили природний резервуар в американському штаті Юта, в якому вуглекислий газ був замкнений в осадових породах сотні тисяч років. Вони пробурили свердловину і взяли зразки порід і рідин, що містяться в їх порах, щоб вивчити корозію мінералів під впливом кислої сатурованої води. Аналіз мінеральної структури і геохімічного складу породи включав бомбардування нейтронами. Це дозволило вченим зрозуміти, як може змінюватися пориста структура і проникливість перекриваючої породи. Вони виявили, що внесок вуглекислого газу в руйнування мінералів дуже малий, а вражений корозією шар становить всього 7 см. Попередні дослідження передбачали, що корозією буде уражений багатометровий шар.
Дослідники зробили висновок, що природна стійкість мінералів до впливу кислої сатурованої води робить зберігання вуглекислого газу під землею набагато більш передбачуваним і безпечним, ніж вважалося раніше. «Якщо все ретельно зважити, зберігання вуглецю під землею буде набагато надійніше, ніж прямі викиди CO2 в атмосферу», - резюмує Бікль.
Вловлювання і зберігання двоокису вуглецю (УХУ) - це процес, що включає відокремлення СО2 від промислових і енергетичних джерел, транспортування до місця зберігання і довгострокову ізоляцію від атмосфери.
Інші варіанти пом'якшення впливів на клімат включають підвищення енергетичного ККД, перехід на менш вуглецеві види палива, атомну енергію, відновлювані джерела енергії, вдосконалення біологічних поглиначів і скорочення викидів інших парникових газів.