Et pilotprojekt, der forsøgte at demonstrere, at kuldioxidemissioner kunne låses op ved at omdanne dem til sten, ser ud til at være en succes. Tester ved CarbFix-projektet på Island tyder på, at det meste af CO 2, der blev injiceret i basalt, blev til carbonatmineraler på mindre end to år, langt kortere tid end de hundreder eller tusinder af år, som forskere engang troede, at en sådan proces ville tage.
Relateret indhold
- Fem måder du kan opbevare overskydende kulstof på i dit hjem, bogstaveligt talt
”Dette projekt viser, at CO 2 faktisk sandsynligvis bliver til karbonater i en relativt beskeden tid”, bemærker David Goldberg, en geofysiker ved Lamont-Doherty Earth Observatory ved Columbia University, som ikke var involveret i projektet. ”Det er et væsentligt resultat.”
De fleste konventionelle kulstoffangst- og oplagringsprojekter indsprøjter flydende kuldioxid i sedimentære klipper, den type klipper, hvori olie og naturgas findes. Da olie- og gasfirmaer har så meget erfaring med at arbejde med disse typer klipper, er de et naturligt sted at opbevare CO 2 . Men disse typer formationer kan kun opbevare gassen og ikke omdanne den til sten. Og der er altid en fare for, at gassen kan flygte ud i atmosfæren og tilføje globale klimaændringer.
Mineralogien af basalter er dog meget gunstig til at låse kuldioxid op, siger Juerg Matter, en geokemiker nu ved University of Southampton, der begyndte at arbejde på CarbFix-projektet, mens han var på Lamont-Doherty. For at carbondioxid kan omdannes til carbonat, skal de klipper, som gassen indsprøjtes i, have calcium-, magnesium- eller jernrige silicatmineraler. Derefter opstår der en kemisk reaktion, der omdanner kuldioxid og mineraler til et kritisk carbonatmineral. Sedimentære klipper har ikke meget af disse mineraler, men basalter - en type vulkansk sten, der udgør det meste af havbunden såvel som klipper på andre steder på landet - har masser. Forskere regnede med, at de skulle være i stand til at aflåse CO 2 i klipper som carbonat, men først måtte de bevise, at det ville fungere - og på en rimelig tidsplan.
Dette afsnit af stenkerne hentet fra CarbFix-projektet har et lille afsnit af mineraliseret kuldioxid (den hvide klippe i midten). (Annette K. Mortensen) I 2012 sprøjtede forskere 230 ton kuldioxid i basaltsten nær Hellisheidi geotermiske anlæg øst for Reykjavik. I modsætning til i mere konventionelle kulstoflagringsfaciliteter blev gassen først opløst i vand (skabte noget som Perrier, bemærker Goldberg).
Fordi det er vanskeligt at se, hvad der foregår under jorden, inkluderede videnskabsmændene også et sæt tracere, der senere ville give dem mulighed for at se skæbnen for den CO 2 . Først inkluderede de to kemikalier, svovlhexafluorid og trifluormethylsvovl pentafluorid, der lod dem spore bevægelsen af den injicerede væske under jorden. Og de tilføjede også en lille mængde radioaktivt kulstof-14 til deres kuldioxidblanding.
”Det er slags en smart tracer, ” siger Matter. ”I dybe reservoirer, ligesom det, vi brugte til at opbevare CO 2, har alt det kulstof, der eksisterede i reservoiret før injektionen, ingen radiocarbon i det. Det er for gammelt. ”Så når teamet senere ledte efter carbonat, hvis det havde radiocarbon, vidste forskerne, at det mest sandsynligt kom fra den gas, de injicerede.
Disse sporstoffer lader forskerne kvantificere, hvad der skete med kuldioxid efter injektionen. Mere end 95 procent blev til karbonat inden for de følgende to år, rapporterer de i dag i Science .
”Resultaterne er meget opmuntrende, ” siger Peter McGrail, miljøingeniør ved Pacific Northwest National Laboratory. ”De har gjort et temmelig fremragende stykke arbejde med hensyn til udformningen af feltundersøgelsen, ” siger han, og især med brugen af de to metoder til at spore skæbnen for kulstoffet.
McGrail er på vej mod et lignende projekt, der sprøjtede superkritisk - flydende - kuldioxid ind i basaltsten i nærheden af Wallula, Washington. Resultatet af dette projekt vil snart blive offentliggjort, men McGrail siger, at hans gruppe ser lignende resultater, som CarbFix-projektet har fundet.
Juerg Matter står ved siden af injektionsbrønden ved CarbFix-pilotprojektet. (Foto af Sigurdur Gislason) Mens disse resultater er lovende, forbliver der stadig spørgsmål om, hvorvidt teknologien kan opskaleres til oplagring i industriel størrelse, der sokker en million tons kuldioxid eller mere. (Det er ikke meget med hensyn til de samlede globale emissioner, der svæver omkring 38 milliarder ton om året.) CarbFix-metoden ville kræve en masse vand i den skala. Og begge basalt-pilotprojekter kan ikke forudsige, om de nødvendige kemiske reaktioner vil blive opretholdt under jorden med så meget mere kuldioxid, siger McGrail.
Materiale bemærker, at 10.000 tons kuldioxid nu er blevet injiceret på et andet sted i Island, men at teste større mængder der ville være vanskeligt, fordi "der ikke er så meget CO 2 i Island." Det er et lille land med relativt små kulstofemissioner.
Omkostninger forbliver også et problem. CarbFix-metoden koster meget mere end konventionelle CO2-opsamlings- og opbevaringsmetoder, men den ville ikke kræve den samme slags omfattende overvågning, da der ville være ringe risiko for gaslækage. Uden nogen form for politisk eller økonomisk ramme til opbevaring af kulstof er det dog alt sammen. Lige nu bemærker Matter, "det er gratis at forurene atmosfæren."
Men hvis sådanne incitamenter implementeres, kunne kulstoffangst og -lagring i alle dens former blive en større del af, hvordan mennesker håndterer problemet med drivhusgasser, siger både Goldberg og Matter. ”Det er ikke en sølvkugleløsning, ” siger Matter, men det kan give en bro mellem vores fossile brændstof fortid og en fremtid med vedvarende energi.
