3 grunde til, at kulstofopsamling og -lagring er gået i stå unødigt

Ideen er enkel:fange og koncentrere CO ₂ før den frigives til luften og gem den dybt under jorden, hvor den ikke kan undslippe. I stedet for at øge klimakrisen, kulstofopsamling og -lagring kan gøre kraftværker og fabrikker til CO ₂ -suger nøgne, påfyldning af underjordiske reservoirer, der ellers indeholdt fossile brændstoffer eller saltvand.

Verdens første dedikerede CCS -projekt, Sleipner (i det norske Nordsø), begyndte at injicere CO ₂ ned i underjordiske reservoirer i 1996. Siden da har den har med succes lagret mere end 20 millioner tons (Mt). Det lyder måske imponerende, men det er ikke nær nok. Det Internationale Energiagentur anbefaler, at 21, 400 Mt CO ₂ skal fanges og opbevares inden 2030 for at begrænse den globale opvarmning til 2 ° C. Men, ved udgangen af ​​2017, kun 442 Mt var blevet injiceret og opbevaret.

Hvorfor har verden været så langsom med at vedtage CCS? Et stort problem er de forudgående omkostninger, der er nødvendige for at bygge fangstanlæg. Disse er dyre på kort sigt, men meget billigere end ikke at gøre noget ved CO ₂ emissioner på sigt. Men der er også andre spørgsmål. Hvis en CO ₂ lagringsstedet skal indeholde det injicerede kulstof i tusinder til millioner af år, men et firma, der driver dette websted, eksisterer kun i et par årtier, hvem skal betale for at ordne det, hvis CO ₂ begynder at lække ud? Og hvor meget forsikring skal operatører betale for at dække omkostningerne ved hypotetiske fremtidige problemer?

Denne frygt for CO ₂ Lækage ud af opbevaring bremser udviklingen i udviklingen af ​​CCS i den nødvendige skala. Dårlig rapportering af CCS -forskning, kombineret med en generel mistillid til fossile brændstofindustrien - samt at folk fejlagtigt antager, at der er en forbindelse mellem CCS og fracking - synes at have overbevist mange mennesker om, at risikoen for CO ₂ lækage er større end den egentlig er.

Heldigvis der er mange grunde til, at bindingen af ​​CO ₂ sandsynligvis forbliver sikkert låst inde under jorden i millioner af år. Meget af dette afhænger af naturlige processer, der kan optimeres i CCS ved at vælge de rigtige steder og procedurer til lagring af CO ₂ .

1. Efterlign olie- og gasbeholdere

Olie og gas er flydende væsker. De bevæger sig opad gennem porøse og gennemtrængelige sten, indtil de når et uigennemtrængeligt klippelag. Dette uigennemtrængelige lag er som et låg på disse væsker, forhindrer dem i at lække ud. Her, de akkumuleres i det underliggende, porøs reservoirsten, holdt på plads i tusinder til millioner af år af de overliggende, uigennemtrængelig forsegling (i det mindste indtil et fossilt brændstoffirma borer en brønd for at udvinde dem, det er).

Denne proces, kaldet strukturel fangst, er det, der holder olie og naturgas under jorden - og det kan gøre det samme for lagret CO ₂ . Et godt CO ₂ lagringsreservoir vil have flere lag mellem reservoiret og overfladen, som CO ₂ ikke kan trænge ind.

Men hvad nu hvis dette uigennemtrængelige lag skæres af en fejl, eller en gammel brønd, der ikke er forseglet ordentligt? God regulering er den første forsvarslinje, men selvom der begås fejl og CO ₂ finder en vej ud, der er andre mekanismer, der vil holde langt de fleste fanget under jorden.

2. Fælde mikroskopisk CO ₂ bobler i porerum

Sug en svamp i vand, du vil måske bemærke, at uanset hvor lang tid den er nedsænket, der er stadig luftbobler i svampen. Denne proces kaldes restfældning. Det sker, når gasser blandes med vand i porernes rum i sten og gør det meget vanskeligt at fjerne al gassen. Når CO ₂ injiceres, det blandes med det salte vand, der allerede er i reservoirets porerum, og noget af det vil sidde fast som mikroskopiske bobler.

Eksperimenter på sten, der er typiske for lagringsreservoirer, tyder på, at mellem 12 og 92% af injiceret CO ₂ kunne immobiliseres ved denne proces.

3. Opløs CO ₂ i underjordisk saltlage

CO ₂ er opløseligt i vand, og porerne mellem stenene under jorden er fyldt med saltvand. Når CO ₂ injiceres, det vil begynde at opløses i denne saltlage næsten øjeblikkeligt. Kulstoffet fra opløst CO ₂ frigives kun, hvis trykket, temperatur og kemiske forhold i reservoiret ændrer sig drastisk, hvilket er meget usandsynligt langt under jorden.

Endnu bedre, CO ₂ -mættet saltlage er tættere end almindelig saltlage hvilket betyder, at det vil begynde at synke. Dette flytter ikke kun kulstoffet længere væk fra atmosfæren, men det øger også blandingen af ​​saltlage i reservoiret, hvilket betyder mere og mere CO ₂ kan opløses over tid.

Over hundreder til tusinder af år, det opløste kulstof vil reagere med metalioner i saltlage og begynde at udfælde carbonatmineraler, gør det endnu vanskeligere at frigive kulstoffet som CO ₂ . Dette er den samme mekanisme, som Carbfix -projektet på Island bruger til at fange CO ₂ i basalt.

Risikoen værd

Uheld kan og vil ske - CCS, ligesom enhver anden menneskelig aktivitet, bærer en vis risiko. Men vi ved med sikkerhed, at hvis et websted skulle mislykkes, langt mindre CO ₂ ville lække, end der blev injiceret, because a lot of the CO ₂ becomes permanently trapped anyway. All of these natural trapping mechanisms ensure that the vast majority of the CO ₂ (up to 98%) will remain safely trapped below ground for 10, 000 år. Even in an unlikely, badly-regulated, worst-case scenario, at least 78% of the injected CO ₂ is likely to stay locked up.

The risks of CO ₂ leaking from storage should be weighed against the risks of not storing it at all. I øjeblikket, the alternative is to emit 100% of that CO ₂ til atmosfæren. For industries such as steel and cement manufacturing—essential ingredients for many renewable energy technologies—CCS is the only way to reduce CO ₂ emissions from many industrial plants. CCS can also help developing countries limit CO ₂ emissions while reducing energy poverty.

Maintaining atmospheric CO ₂ concentrations low enough to avoid catastrophic climate change will be incredibly difficult, and much more expensive, without CCS. We cannot afford to delay this important technology any longer.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.