Kulgaslagringshule er den bedste måde at opnå ren energi fra et fossilt brændstof

Et sæt teknologier, der forventes at have sine første resultater om fire år, er designet til at løse en af ​​verdens største olie- og gasudforskningsudfordringer i dag:kuldioxid (CO) ₂ ) og methan (CH ₄ ) emission i atmosfæren.

Innovationen, resultatet af et patent deponeret i 2018, består i at indsprøjte CO ₂ og CH ₄ der kommer fra brønde under olieudvinding i salthuler som en måde at reducere mængden af ​​kulgas i emissionerne.

Den første "pilothule" kan være klar i 2022 og er resultatet af undersøgelser udført på Research Center for Gas Innovation (RCGI), etableret af FAPESP og Shell, med hovedkontor på Polytechnic School ved University of São Paulo (Poli-USP). RCGI er et af Engineering Research Centres (ERC) finansieret af São Paulo Research Foundation-FAPESP i partnerskab med virksomheder.

"Dette er et koncept kendt som Carbon Capture Storage (CCS). I dette tilfælde, CO ₂ opbevares i store huler i selve saltlaget. Dette er måske en af ​​de bedste måder at få ren energi fra et fossilt brændstof under produktionsprocessen, " sagde Julio Meneghini, en professor ved Poli-USP og RCGI koordinator.

Meneghini var en af ​​talerne på den første dag af sessioner afholdt under FAPESP Week London, finder sted i London 11.-12. februar, 2019.

Stedet for hulen, hvor de indledende tests vil blive kørt, er endnu ikke fastlagt, men forventes at være i et af de områder, der rummer præ-salt oliefelter. I denne indledende fase, det vil sandsynligvis være halvt så stort som de huler, der vil blive brugt, når teknologien kører med fuld kapacitet:450 meter i højden og 150 meter i bredden.

Ifølge Meneghini, Brasilien vil være det første sted i verden, der bruger dette koncept, og modellen kunne eksporteres til andre lande. Udover at opbevare CO ₂ , hulen kan også opbevare metan og adskille de to gasser ved hjælp af tyngdekraften. Siden CH ₄ , også kaldet naturgas, har en lavere tæthed, den forbliver i den øverste del af hulen til senere brug. Kuldioxiden vil forblive i den nederste del.

Forskeren forventer, at i det mindste de indledende test af hulekonstruktioner vil finde sted i 2022. Det mest optimistiske scenarie forudser, at 2022 vil være det år, hvor hulen begynder at fungere.

Kulstofgasopsamling

"Det nye er ikke kun hulen, men de forskellige innovationer, der følger med, såsom supersoniske gasseparatorer, kompressorer designet til at optimere topologi, og grafen nanorørmembraner, der bruges til at adskille gasserne, " sagde forskeren.

Den nye CO ₂ kompressorer er afgørende for projektets funktion, givet de ekstreme trykforhold, der findes der. Fra selve vandlinjen, afstanden fra overfladen til havbunden er 2, 000 til 3, 000 meter i dybden. Det og andre variabler efterlader gas i det, der er kendt som den superkritiske tilstand.

"Det har densiteten af ​​en væske og viskositeten af ​​en gas. Derfor, en kompressor designet til den specifikke tilstand er nødvendig. Vi har udviklet en ny metodik, der består i at optimere kompressoren præcist til forholdene for den superkritiske væske, " fortalte Meneghini.

En anden teknologi relateret til kuldioxidhulerne er gasseparatorerne. Også på grund af præ-saltforholdene, såkaldte supersoniske separatorer med variabel geometri udvikles for hver sammensætning af blandingen af ​​CO ₂ og metan.

Udover det, graphene nanorør-membraner udvikles også for at adskille gasserne med mindst muligt energitab.

Kulstofgasopsamling kan også forekomme under ethanolproduktion. "Den opfangede gas kan opbevares eller bruges i fødevareindustrien, i produktionen af ​​kulsyreholdige drikke som sodavand. Ved at gøre dette, negative emissionsværdier kan opnås, " sagde Meneghini, som forklarede, at forsøgene stadig udføres i lille skala.

Teknologierne opstår i en sammenhæng med stigende energiefterspørgsel pr. indbygger i hele verden og behovet for at mindske emissioner i lyset af globale klimaændringer.