Teststedet på Island hvor gasser fra et geotermisk kraftverk pumpes under jorden og omdannes til mineraler ved å reagere med basaltstein. Juerg Matter, Forfatter gitt

Vi trenger seriøst å gjøre noe med CO2-utslipp. I tillegg til å skifte til fornybare energikilder og økt energieffektivitet, må vi begynne å sette noen av CO2 unna før den når atmosfæren. Kanskje konsekvensene av menneskeskapte klimaendringer vil være så alvorlige at vi kanskje må fange CO2 fra luften og konvertere den til nyttige produkter som plastmaterialer eller sette det på et sikkert sted.

En gruppe forskere fra flere europeiske land og USA, inkludert meg selv, møtte i midten, på Island, for å finne ut hvordan CO2 kunne bli satt bort trygt - i bakken. I en nylig publisert studie, viste vi at to år etter å ha injisert CO2 under jorden på vår pilot-teststed på Island, er nesten alt blitt omdannet til mineraler.

minera~~POS=TRUNC

Island er et veldig grønt land; nesten all strøm kommer fra fornybare kilder, inkludert geotermisk energi. Varmt vann fra bergarter under overflaten omdannes til damp som driver en turbin til generere elektrisitet. Men geotermiske kraftverk avgir CO2 (mye mindre enn et sammenlignbart kullkraftverk), fordi den varme dampen fra dype brønner som driver turbiner, inneholder også CO2 og noen ganger hydrogensulfid (H2S). Disse gassene blir vanligvis bare sluppet ut i luften.

Er det et annet sted vi kunne sette disse gassene?

Konvensjonell karbon sekvestrasjon setter CO2 inn i dype saltvannsprodukter eller i utarmede olje- og naturgassreservoarer. CO2 pumpes under svært høyt trykk i disse formasjonene, og siden de holdt gasser og væsker allerede over millioner av år på plass, er sannsynligheten for at CO2 lekker ut, liten, så mange studier har vist.

På et sted som Island med sine daglige jordskjelv som sprakker vulkanske bergarter (basalter), ville denne tilnærmingen ikke fungere. CO2 kan boble opp gjennom sprekker og lekke tilbake til atmosfæren.


innerself abonnere grafikk


Basalt har imidlertid også en stor fordel: den reagerer med CO2 og omdanner den til karbonatmineraler. Disse karbonatene dannes naturlig og kan finnes som hvite flekker i basalt. Reaksjonene har også blitt demonstrert i laboratorieforsøk.

Oppløsning av CO2 i vann

For den første testen brukte vi ren CO2 og pumpet den gjennom et rør inn i en eksisterende brønn som tappet en akvifer som inneholdt ferskvann på omtrent 1,700 føtter i dybden. Seks måneder senere injiserte vi en blanding av CO2 og hydrogensulfid inn i turbinene fra kraftverket. Gjennom et separat rør pumpet vi også vann inn i brønnen.

I brønnen lanserte vi CO2 gjennom en sprøyter - en enhet for å introdusere gasser i væsker som ligner en boblestein i et akvarium - i vann. CO2 oppløst helt i løpet av et par minutter i vannet på grunn av høyt trykk i dybden. Den blandingen kom da inn i akvariet.

Vi har også lagt til små mengder sporstoffer (gasser og oppløste stoffer) som gjør at vi kan skille mellom injisert vann og CO2 fra det som allerede finnes i akvariet. CO2 oppløst i vann ble deretter båret bort av det sakte flytende grunnvannet.

Nedstrøms hadde vi installert overvåkingsbrønner som tillot oss å samle prøver for å finne ut hva som skjedde med CO2. I utgangspunktet så vi noen av CO2 og sporene gjennom. Etter noen måneder, fortsatte sporene ankomme, men svært lite av den injiserte CO2 dukket opp.

Hvor gikk det? Vår pumpe i overvåkingen stoppet godt med å jobbe med jevne mellomrom, og da vi brakte den til overflaten, la vi merke til at den var dekket av hvite krystaller. Vi analyserte krystallene og fant at de inneholdt noen av sporene vi hadde lagt til, og best av alt viste de seg å være for det meste karbonatmineraler! Vi hadde slått CO2 inn i bergarter.

CO2 oppløst i vann hadde reagert med basalt i akvariet, og mer enn 95 prosent av CO2 utfalt ut som faste karbonatmineraler - og det hele skjedde mye raskere enn forventet på mindre enn to år.

co2 å stenge 6 12Dette er den sikreste måten å sette CO2 bort. Ved å oppløse det i vann, forhindrer vi allerede CO2 gass fra å boble opp mot overflaten gjennom sprekker i bergarter. Til slutt konverterer vi det til stein som ikke kan bevege seg eller løses under naturlige forhold.

En ulempe ved denne tilnærmingen er at vann må injiseres sammen med CO2. På grunn av den meget raske fjerningen av CO2 fra vannet i mineralform, kan dette vannet pumpes tilbake ut av bakken nedstrøms og gjenbrukes på injeksjonsstedet.

Vil det fungere andre steder?

Vårt var en liten pilotundersøkelse, og spørsmålet er om disse reaksjonene ville fortsette i fremtiden, eller porer og sprekker i undergrunnsbasaltstenen ville til slutt tette opp og ikke lenger kunne konvertere CO2 til karbonat.

Våre Island geotermisk kraftverk har økt mengden gass injisert flere ganger i årene siden vårt eksperiment ble startet med en annen nærliggende plassering. Ingen tilstopping har oppstått ennå, og planen er å snart injisere nesten alle avfallsgasser inn i basalten. Denne prosessen vil også forhindre at giftig og korrosiv gasshydrogensulfid kommer inn i atmosfæren, som for tiden fremdeles kan oppdages ved lave nivåer nær kraftverket på grunn av sin karakteristiske råtneegg lukt.

De svært reaktive bergarter som finnes i Island er ganske vanlig på jorden; Omtrent 10 prosent av kontinentene og nesten alle havgulvene er laget av basalt. Denne teknologien er med andre ord ikke begrenset til utslipp fra geotermiske kraftverk, men kan også brukes til andre CO2 kilder, for eksempel fossile kraftverk.

Den kommersielle levedyktigheten av prosessen må fortsatt etableres på forskjellige steder. Kullmineralisering legger til kostnader for kraftverkets drift, slik at dette, som enhver form for karbonbestemmelse, trenger et økonomisk insentiv for å gjøre det mulig.

Folk liker å bo nær kysten, og mange kraftverk er bygget i nærheten av sine kunder. Kanskje denne teknologien kan brukes til å fjerne CO2-utslipp i kystområder i nærliggende offshore basaltformasjoner. Selvfølgelig vil det ikke være mangel på vann for å injisere med CO2.

Hvis vi blir tvunget til å senke atmosfæriske CO2-nivåer i fremtiden fordi vi undervurderer de skadelige effektene av klimaendringer, kan vi kanskje bruke vind- eller soldrevne enheter på en havplattform for å fange CO2 fra luften og injisere CO2 i basaltformasjoner under.

Kulmineralisering, som vist på Island, kan være en del av løsningen av vårt karbonproblem.

Den ConversationOm forfatteren

stute martinMartin Stute, professor i miljøvitenskap, Columbia University. Hans forskningsoppgave ved Universitetet i Heidelberg fokuserte på nye tracerteknikker for å studere dynamikken i grunnvannstrømmen, og bruken av grunnvann som et arkiv av paleoklimat.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at

bryte

Takk for besøket InnerSelf.com, der det er 20,000 + livsendrende artikler som fremmer "Nye holdninger og nye muligheter." Alle artikler er oversatt til 30+ språk. Bli medlem! til InnerSelf Magazine, utgitt ukentlig, og Marie T Russells Daily Inspiration. InnerSelf Magazine har blitt utgitt siden 1985.