Пилотный проект, целью которого было продемонстрировать, что выбросы углекислого газа можно заблокировать, превратив их в горные породы, кажется успешным Испытания в рамках проекта CarbFix в Исландии показывают, что большая часть CO 2, впрыскиваемого в базальт, превратилась в карбонатные минералы менее чем за два года, что намного короче, чем сотни или тысячи лет, которые ученые когда-то думали, что такой процесс займет.
Связанный контент
- Пять способов хранения избыточного углерода в вашем доме, буквально
«Этот проект показывает, что на самом деле CO 2, скорее всего, превращается в карбонаты за относительно скромное время», - отмечает Дэвид Голдберг, геофизик из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, который не был связан с проектом. «Это значительный результат».
Большинство традиционных проектов улавливания и хранения углерода закачивают сжиженный углекислый газ в осадочные породы, тип пород, в которых находятся нефть и природный газ. Поскольку нефтегазовые компании имеют большой опыт работы с этими типами горных пород, они являются естественным местом для хранения CO 2 . Но эти типы образований могут только хранить газ, а не превращать его в камень. И всегда существует опасность того, что газ может выйти в атмосферу и способствовать глобальному изменению климата.
Минералогия базальтов, тем не менее, очень благоприятна для блокирования углекислого газа, говорит Юрг Маттер, геохимик из Университета Саутгемптона, который начал работать над проектом CarbFix в то время как в Ламонт-Доэрти. Для превращения диоксида углерода в карбонат в породах, в которые закачивается газ, должны быть силикатные минералы, богатые кальцием, магнием или железом. Затем происходит химическая реакция, которая превращает углекислый газ и минералы в меловой карбонатный минерал. В осадочных породах не так много этих полезных ископаемых, но базальтов - типа вулканических пород, которые составляют большую часть дна океана, а также камней в некоторых других местах на суше - достаточно. Ученые полагали, что они должны быть в состоянии блокировать CO 2 в таких породах, как карбонат, но сначала они должны были доказать, что это будет работать - и в разумные сроки.
Этот участок керна, взятый из проекта CarbFix, имеет небольшой участок минерализованного углекислого газа (белая порода в центре). (Аннет К. Мортенсен) В 2012 году ученые закачали 230 тонн углекислого газа в базальтовые породы возле геотермального завода Hellisheidi к востоку от Рейкьявика. В отличие от более традиционных хранилищ углерода, газ сначала растворялся в воде (создавая что-то вроде Perrier, отмечает Голдберг).
Поскольку наблюдать за тем, что происходит под землей, сложно, ученые также включили набор индикаторов, которые позже позволят им увидеть судьбу этого CO 2 . Во-первых, они включали два химических вещества, гексафторид серы и пентафторид трифторметил-серы, которые позволяют им отслеживать движение закачиваемой жидкости под землей. И они также добавили небольшое количество радиоактивного углерода-14 в свою смесь углекислого газа.
«Это своего рода умный трассировщик», - говорит Маттер. «В глубоких резервуарах, таких как тот, который мы использовали для хранения CO 2, весь углерод, который существовал в резервуаре до закачки, не содержит радиоуглерода. Это слишком старо ». Поэтому, когда команда позже отправилась на поиски карбоната, если у него был радиоуглерод, исследователи знали, что он, скорее всего, поступил из закачанного ими газа.
Эти индикаторы позволяют ученым количественно определить, что произошло с углекислым газом после инъекции. Более 95 процентов превратились в карбонат в течение следующих двух лет, сообщают они сегодня в Science .
«Результаты очень обнадеживающие», - говорит Питер МакГрэйл, инженер-эколог из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории. «Они проделали отличную работу с точки зрения разработки этого полевого исследования», - говорит он, и особенно с использованием двух методов отслеживания судьбы углерода.
Макгрэйл возглавляет аналогичный проект, который вводил сверхкритический, жидкий, углекислый газ в базальтовые породы недалеко от Уоллула, штат Вашингтон. Результаты этого проекта будут опубликованы в ближайшее время, но Макгрэйл говорит, что его группа видит результаты, аналогичные тому, что нашел проект CarbFix.
Juerg Matter стоит рядом с нагнетательной скважиной в пилотном проекте CarbFix. (Фото Сигурдур Гисласон) Несмотря на то, что эти результаты являются многообещающими, остаются вопросы о том, можно ли расширить технологию до хранилища промышленного размера, что позволит сэкономить миллион тонн углекислого газа или более. (Это не так много с точки зрения общих глобальных выбросов, которые колеблются в пределах 38 миллиардов тонн в год.) Метод CarbFix потребует большого количества воды в таких масштабах. И оба пилотных проекта по базальту не могут предсказать, будут ли необходимые химические реакции проходить под землей с гораздо большим количеством углекислого газа, говорит Макгрэйл.
Маттер отмечает, что 10 000 тонн углекислого газа было закачано в другой участок в Исландии, но тестирование больших количеств будет затруднено, потому что «в Исландии не так много CO 2» . Это небольшая страна с относительно небольшими выбросами углерода.
Стоимость также остается проблемой. Метод CarbFix стоит намного дороже, чем традиционные методы улавливания и хранения углерода, но он не требует такого же расширенного мониторинга, так как риск утечки газа будет незначительным. Без какой-либо политической или экономической основы для хранения углерода, однако, все это спорно. Прямо сейчас, отмечает Маттер, «загрязнение атмосферы свободно».
Но если такие стимулы будут реализованы, улавливание и хранение углерода во всех его формах может стать более важной частью того, как люди решают проблему парниковых газов, как говорят Голдберг и Маттер. «Это не решение серебряной пули», - говорит Маттер, но оно может обеспечить мост между нашим прошлым ископаемого топлива и будущим возобновляемых источников энергии.
