Komolyan kell tennünk valamit a CO2 kibocsátásokkal kapcsolatban. A megújuló energiaforrásokra való áttérésen és az energiahatékonyság növelésén túl el kell kezdenünk a CO2 egy részének elvezetését is, mielőtt az elérné a légkört. Az ember okozta éghajlatváltozás valószínűleg annyira súlyos lesz, hogy a CO2-ot még a levegőből el kell készíteni, és hasznos termékekké, például műanyagokká kell alakítani, vagy valahova biztonságossá tehetjük.

Több európai ország és az Egyesült Államok tudósai között, köztük én magam is, találkoztunk Izland közepén, hogy kitaláljuk, hogyan lehet biztonságosan elhagyni a CO2-et - a földbe. Egy nemrégiben közzétett tanulmány, bebizonyítottuk, hogy két évvel azután, hogy a CO2-t földalatti módon injektálták az izlandi kísérleti helyszínen, majdnem az egész ásványokká alakult.

mineralizáció

Izland nagyon zöld ország; szinte teljes villamos energiája megújuló forrásokból származik, ideértve a következőket: geotermikus energia. A felszín alatti sziklák forró vízéből gőzzé alakul, amely a turbina felé vezet áramot termelni. Az ottani geotermikus erőművek viszont CO2-ot bocsátanak ki (sokkal kevesebb, mint egy hasonló széntüzelésű erőmű), mivel a turbinákat működtető mély kutak forró gőze tartalmaz CO2-et és néha hidrogén-szulfidot (H2S). Ezek a gázok általában csak a levegőbe kerülnek.

Van egy másik hely, ahol ezeket a gázokat feltennénk?

hagyományos szénkötés a CO2-et lerakja a mély sós víztartó rétegekbe, vagy a kimerült olaj- és földgáztartályokba. A CO2-t nagyon nagy nyomás alatt szivattyúzzák ezekbe a formációkba, és mivel már több millió éven át tartottak gázokat és folyadékokat a helyükben, a CO2 kiszivárgásának valószínűsége csekély, mivel sok tanulmányok kimutatták.

Egy olyan helyen, mint Izland, a napi földrengésekkel, amelyek feltörik a vulkáni sziklákat (bazaltokat), ez a megközelítés nem működne. A CO2 felbomlhat a repedésekön keresztül és visszajuthat a légkörbe.

A bazaltnak azonban nagy előnye is van: reagál a CO2-szal és karbonátos ásványokká alakítja. Ezek a karbonátok természetesen képződnek, és fehér foltokként találhatók a bazaltban. A reakciókat laboratóriumi kísérletekkel is kimutatták.

A CO2 feloldódik vízben

Az első teszthez tiszta CO2-et használtunk, és egy csövön keresztül pumpáltuk egy meglévő kútba, amely körülbelül 1,700 láb mélységben édesvizet tartalmazó víztartót csapott be. Hat hónappal később befecskendeztük a CO2 és a hidrogén-szulfid keverékét, amelyet az erőmű turbinájából vezettek be. Egy különálló csövön keresztül vizet is pumpáltunk a kútba.

A kútban egy szivacson keresztül engedtük a CO2-ot - egy eszközt gázoknak az akváriumban lévő buborékkövekhez hasonló folyadékokba juttatására - a vízbe. A CO2 pár perc alatt teljesen feloldódott a vízben, mert a mélységben nagy volt a nyomás. Ez a keverék ezután bekerült a víztartó rétegbe.

Apró mennyiségű nyomjelzőt (gázokat és oldott anyagokat) adtunk hozzá, amelyek lehetővé teszik a befecskendezett víz és a CO2 megkülönböztetését a víztartó rétegben lévőktől. A vízben feloldott CO2-ot ezután a lassan áramló talajvíz elvezette.

A későbbi szakaszban megfigyelő kutakat telepítettünk, amelyek lehetővé tették a minták gyűjtését, hogy kitaláljuk, mi történt a CO2-szal. Kezdetben láttuk a CO2 és a nyomjelzők egy részét. Néhány hónap elteltével azonban a nyomkövetők folyamatosan megérkeztek, de az injektált CO2 nagyon keveset mutatott fel.

Hová ment? A megfigyelőkamrában lévő szivattyúnk időszakosan leállt, és amikor felszínre hozták, észrevettük, hogy fehérek kristályai vannak benne. Elemeztük a kristályokat, és megállapítottuk, hogy tartalmaznak néhány hozzáadott nyomjelzőt, és ami a legjobb, hogy kiderült, hogy többnyire karbonátos ásványok! A CO2-t sziklakká alakítottuk.

A vízben feloldott CO2 reagált a víztartó réteg bazaltjával, és a CO95 több mint 2 százaléka csapódott ki szilárd karbonát ásványok formájában - és mindez jóval a vártnál gyorsabban, kevesebb mint két év alatt történt.

Ez a legbiztonságosabb módja a CO2 elhelyezésére. Vízben való feloldásával már megakadályozzuk, hogy a CO2 gáz a felszín felé buborékoljon fel a sziklák repedésein keresztül. Végül kővé alakítjuk, amely természetes körülmények között nem mozoghat vagy oldódhat fel.

Ennek a megközelítésnek az egyik hátránya, hogy vizet kell injektálni a CO2 mellé. Mivel azonban a CO2 nagyon gyorsan eltávolítható a vízből ásványi formában, ezt a vizet vissza lehet szivattyúzni a talajból lefelé és újra felhasználni az injekció beadásának helyén.

Máshol működik?

A miénk egy kisméretű kísérleti tanulmány volt, és a kérdés az, hogy ezek a reakciók folytatódnak-e a jövőben, vagy a pórusok és a repedések a felszín alatti bazaltkőben eltömődnek-e, és már nem képesek átalakítani a CO2-t karbonáttá.

Izlandunk geotermikus erőmű az évek óta, amikor kísérletünket egy másik közeli helyre indítottuk, többször megnövelte a befecskendezett gáz mennyiségét. Még nem tapasztaltak eltömődést, és a terv az, hogy hamarosan szinte minden hulladékgázt befecskendeznek a bazaltba. Ez a folyamat megakadályozza azt is, hogy a mérgező és maró hatású gáz-hidrogén-szulfid bekerüljön a légkörbe, amely jelenleg az erőmű közelében alacsony szintű, jellegzetes rothadt tojás illata miatt még mindig kimutatható.

Az Izlandon található nagyon reakcióképes kőzetek meglehetősen gyakoriak a Földön; a kontinensek mintegy 10 százaléka, és az óceán szinte az összes fenék bazaltból készül. Más szóval, ez a technológia nem korlátozódik a geotermikus erőművek kibocsátására, hanem más CO2 forrásokhoz, például fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművekhez is felhasználható.

A folyamat kereskedelmi életképességét továbbra is meg kell határozni különböző helyszíneken. A szén mineralizációja költségekkel jár az erőmű működésében, így ehhez, akárcsak a szén elkülönítésének minden formájához, gazdasági ösztönzőre van szükség annak megvalósításához.

Az emberek szeretnek partok közelében élni, és sok erőmű épült vevőik közelében. Talán ezt a technológiát lehetne felhasználni a közeli tengeri bazaltképződmények part menti területein található CO2-kibocsátás elkerülésére. A CO2-rel együtt természetesen nem lesz víz.

Ha a jövőben kénytelenek vagyunk csökkenteni a légköri CO2 szintet, mert alábecsüljük az éghajlatváltozás káros hatásait, akkor szél- vagy napenergiával működő eszközöket használhatnánk egy óceáni platformon a CO2 levegőből történő felvételéhez, majd a CO2 befecskendezéséhez a bazalt képződményekbe alul.

A szén-mineralizáció, amint azt Izlandon bebizonyították, a szénprobléma megoldásának része lehet.

A szerzőről

Martin Stute, a Columbia Egyetem környezettudományi professzora. Dolgozatának kutatási témája a Heidelbergi Egyetemen új nyomkövetési technikákra összpontosított a talajvíz áramlásának dinamikájának és a talajvíz paleoklimátum-archívumként történő felhasználásának tanulmányozására.

Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

at

Köszönjük látogatását InnerSelf.com, hol vannak 20,000 + életet megváltoztató cikkek, amelyek "Új attitűdöket és új lehetőségeket" hirdetnek. Minden cikk le van fordítva 30+ nyelv. Feliratkozás a hetente megjelenő InnerSelf Magazine-hoz és Marie T Russell Daily Inspiration című könyvéhez. InnerSelf Magazine 1985 óta jelent meg.