Геоложко съхранение на въглероден диоксид

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Схема на геоложко съхранение на въглероден диоксид от биомаса или електроцентрала на изкопаемо гориво.

Геоложкото съхранение на въглеродния диоксид (СО2), (на английски: Carbon capture and storage (CCS) или Carbon capture and sequestration), е фундаментален сегмент в технологията за улавянето и съхраняването на въглерода.

Отделянето и съхранението на въглеродния двуокис е процес, който включва отделянето на този газ създаден в резултат от работата на енергетични и промишлени източници, неговият транспорт до мястото за съхранение и дългосрочна изолация от атмосферата на Земята. [1].

Основната цел на дейността по съхранение на въглеродния диоксид е борбата срещу замърсяване на околната среда и произтичащото от това глобално затопляне. Установената сега концентрация на въглероден диоксид във въздуха е 379 и продължава интензивно да се увеличава. Подобна такава висока концентрация на СО2 в земната атмосфера е имало преди около 600 000 години, вероятно в резултат на силна вулканическа дейност.

Начини за съхранение[редактиране | редактиране на кода]

Като най-подходящи за мащабно съхранение на СО2 се приемат двете основни възможности:

  1. В изчерпани газови и нефтени находища, добре познати от тяхната експлоатация за добив на газ и нефт.
  2. В дълбокозалягащи солено – водоносни комплекси (наричани още акюифери), съдържащи неподходяща за пиене вода, която е даже по-солена от морската вода.

Другите възможности, като в базалтови скали и въглищни пластове, са все още в процес на изследване и оценка, но биха могли да осигурят допълнителен потенциал за съхранение в бъдеще.

СО2 се инжектира чрез сондажи в дълбоко-залягащите скални комплекси с пори между зърната или пукнатини. По този начин се замества или компресира съдържащия се флуид в тези празнини, представен от природен газ, вода или нефт. Скални комплекси с добра порестост и проницаемост, наречени колектори или резервоари, са подходящи за съхранение на СО2. Те имат типично присъствие в седиментните басейни и са резултат от седиментното отлагането в геоложкото минало. Дребнозърнестите непроницаеми пластове в същите седиментни басейни, наречени покривки, формират бариери между колекторните комплекси. Природното присъствие на залежи от нефт, газ и даже от чист СО2 в земните недра доказва възможността на резервоарите да ги запазват в продължение на много милиони години.

Подземните скални формации, съдържащи резервоари и покривки, формират сложни структури, които са хетерогенни, неравномерно разпределени и разломени. Цялостното им изучаване и натрупаните познания за тях дават възможност да се оцени тяхната годност за дългосрочно складиране на СО2.

Потенциалните подземни резервоари за СО2 трябва да отговарят на много изисквания, най-съществени от които са:

  • наличие на достатъчна порестост, проницаемост и вместващ капацитет;
  • наличие на непроницаеми покривки върху тях от неконсолидирани глини, аргилити, мергели и пластични солни седименти, спиращи миграцията на СО2 нагоре;
  • наличие на „капано-образуващи структури“, такива като сводово очертани по границата резервоар – покривка, които да задържат излизането на СО2 от тях;
  • дълбочината да бъде повече от 800 м, където налягането и температурата са достатъчно високи за съхранение на плътно компресирания СО2 – така се увеличава максимално складираното количество;
  • отсъствие на питейна вода в съхраняващия резервоар.

Национални примери за съхраняващ потенциал[редактиране | редактиране на кода]

Пример за район, отговарящ на критериите по-горе е Южно-Пермския басейн, простиращ се от Англия до Полша. В него са отложени пясъци през различни етапи от геоложкото минало, след което те са преминали през различни скало-образуващи процеси, довели до запазване на порово пространство запълнено със солена вода, или природен газ и нефт. Участващите в седиментното редуване глини са били уплътнени в непроницаеми пластове, спиращи флуидното издигане. Повечето от пясъчниковите комплекси са на дълбочина 1 – 4 км, където налягането е достатъчно високо за складиране на СО2 в плътна фаза. Солевото съдържание на водонаситените хоризонти в тази дълбочинен интервал нараства от около 100 г/л до 400 г/л, водата е доста по-солена от морската. В този басейн са формирани стотици структури от сводов тип при развитието на солен диапиризъм, което е формирало капани за природен газ. Тези капани, след като бъдат подробно проучени и оценени, са местата за съхранение на СО2 и за осъществяване на пилотни проекти.

Капацитет за съхранение[редактиране | редактиране на кода]

Оценките на капацитета за складиране на СО2 са обикновено твърде приблизителни и се основават на пространствения обем на подходящите скални комплекси. Капацитет за складиране на СО2 се оценява в различни мащаби – от национален мащаб за обща представа, до басейнов и резервоарен мащаб с нарастваща прецизност на изчисленията и отчитане на специфичната хетерогенност и сложност на реалния геоложки строеж.

Отделени са различни категории капацитет за съхранение:

  • Обемен капацитет: Изчислява се наличния поров обем в резервоарните скали на базата на разпространението, дебелината и свойствата на потенциално подходящите за съхранение скални комплекси.
  • Геотехнически капацитет: Оценката на определената зона за съхранение отчита още такива свойства на резервоара и покривката, като инжектируемост, реалната флуидна система и нагнетателната стратегия. Тази оценка изисква детайлна и специфична информация за избраното място, необходима за количествено моделиране на инжектирането на СО2 и миграцията му в рамките на дадена подземна структура.
  • Реално-използваем капацитет: Накрая, социално-икономическите фактори решават дали избраното подходящо място действително ще бъде използвано за складиране на СО2. Те включват наличието на подходящи източници на СО2, цената на складирането, сигурността, законовата рамка и общественото отношение. Тези не-технически ефекти върху капацитета са складиране е трудно да се предположат и отчетат предварително.

В заключение може да се каже, че обемният капацитет за съхранение на СО2 в Европа е висок, но такива са и съмненията, особено за дълбоките солени акюифери (водоносни комплекси). Те трябва да са с такъв капацитет, който позволява рентабилно да се развиват необходимите инсталации през следващите няколко десетилетия. Актуализирането и по-нататъшното прецизиране на капацитета за съхранение в Европа е предмет на продължаващо изследване в отделните страни и в рамките на европейския проект СО2Стоп за Европа като цяло.

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]