เราต้องทำอะไรบางอย่างเกี่ยวกับการปล่อย CO2 อย่างจริงจัง นอกเหนือจากการเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานเราต้องเริ่มวาง CO2 บางส่วนก่อนที่จะถึงชั้นบรรยากาศ บางทีผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์จะรุนแรงมากจนเราอาจต้องจับ CO2 จากอากาศและแปลงให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์เช่นวัสดุพลาสติกหรือทำให้ปลอดภัย

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศในยุโรปและสหรัฐอเมริการวมทั้งตัวฉันได้พบกันตรงกลางในไอซ์แลนด์เพื่อค้นหาว่า CO2 สามารถเก็บไว้อย่างปลอดภัยได้อย่างไร - บนพื้น ในเมื่อไม่นานมานี้ การศึกษาที่ตีพิมพ์เราแสดงให้เห็นว่าสองปีหลังจากฉีด CO2 ใต้ดินที่สถานที่ทดสอบนำร่องของเราในไอซ์แลนด์เกือบทั้งหมดถูกแปลงเป็นแร่ธาตุ

แร่

ไอซ์แลนด์เป็นประเทศที่มีสีเขียวมาก ไฟฟ้าเกือบทั้งหมดมาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนรวมถึง พลังงานความร้อนใต้พิภพ. น้ำร้อนจากหินใต้พื้นผิวจะถูกแปลงเป็นไอน้ำซึ่งจะขับกังหันไป ผลิตกระแสไฟฟ้า. อย่างไรก็ตามโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพที่นั่นมีการปล่อย CO2 (น้อยกว่าโรงไฟฟ้าถ่านหินที่เทียบเคียงได้มาก) เพราะไอน้ำร้อนจากบ่อลึกที่ไหลกังหันก็มี CO2 และบางครั้งก็มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ก๊าซเหล่านั้นมักจะถูกปล่อยสู่อากาศ

มีสถานที่อื่นที่เราสามารถวางก๊าซเหล่านี้ได้หรือไม่?

ตามธรรมเนียม การกักเก็บคาร์บอน ฝาก CO2 ลงในชั้นหินอุ้มน้ำเกลือลึกหรือลงในน้ำมันที่หมดแล้วและอ่างเก็บน้ำก๊าซธรรมชาติ CO2 ถูกปั๊มภายใต้แรงกดดันที่สูงมากในการก่อตัวเหล่านี้และเนื่องจากพวกเขาถือแก๊สและของเหลวมานานนับล้านปีแล้วความน่าจะเป็นที่ CO2 จะรั่วไหลออกมาจะน้อยมาก การศึกษา ได้แสดง

ในสถานที่เช่นไอซ์แลนด์ที่มีการเกิดแผ่นดินไหวทุกวันแตกหินภูเขาไฟ (Basalts) วิธีนี้จะไม่ทำงาน CO2 สามารถทำให้ฟองสบู่แตกและรั่วไหลกลับสู่บรรยากาศ

อย่างไรก็ตามหินบะซอลต์ก็มีข้อได้เปรียบอย่างมากเช่นกันมันทำปฏิกิริยากับ CO2 และแปลงเป็นแร่ธาตุคาร์บอเนต คาร์บอเนตเหล่านี้ก่อตัวตามธรรมชาติและสามารถพบเป็นจุดขาวในหินบะซอลต์ ปฏิกิริยายังแสดงให้เห็นในการทดลองในห้องปฏิบัติการ

ละลาย CO2 ในน้ำ

สำหรับการทดสอบครั้งแรกเราใช้ CO2 บริสุทธิ์และสูบผ่านท่อเข้าไปในบ่อน้ำที่มีอยู่เดิมซึ่งทำการแตะน้ำแข็งด้วยน้ำจืดที่ความลึกประมาณ 1,700 ฟุต หกเดือนต่อมาเราฉีดส่วนผสมของ CO2 และไฮโดรเจนซัลไฟด์จากท่อของโรงไฟฟ้า ผ่านท่อแยกเรายังสูบน้ำเข้าไปในบ่อน้ำ

ในบ่อน้ำนั้นเราปล่อย CO2 ผ่านเครื่องพ่นทราย - อุปกรณ์สำหรับการแนะนำก๊าซให้เป็นของเหลวคล้ายกับหินฟองในตู้ปลา - ลงไปในน้ำ CO2 ละลายได้อย่างสมบูรณ์ภายในไม่กี่นาทีในน้ำเพราะแรงดันสูงที่ระดับความลึก ส่วนผสมนั้นก็เข้าสู่ชั้นน้ำแข็ง

นอกจากนี้เรายังเพิ่มตัวติดตามจำนวนเล็กน้อย (ก๊าซและสารที่ละลาย) ที่ทำให้เราสามารถแยกน้ำที่ฉีดและ CO2 ออกจากสิ่งที่อยู่ใน aquifer แล้ว CO2 ที่ละลายในน้ำจะถูกนำไปด้วยน้ำใต้ดินที่ไหลช้าๆ

ปลายน้ำเราได้ติดตั้งบ่อตรวจสอบที่อนุญาตให้เรารวบรวมตัวอย่างเพื่อค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้นกับ CO2 เริ่มแรกเราเห็น CO2 และผู้ตามรอยมาบ้าง แต่หลังจากผ่านไปไม่กี่เดือนผู้สืบหาก็ยังมาถึง แต่ CO2 ที่ฉีดเข้ามาก็น้อยมาก

มันกำลังจะไปไหน ปั๊มของเราในการตรวจสอบหยุดทำงานเป็นระยะและเมื่อเรานำมันไปที่พื้นผิวเราสังเกตเห็นว่ามันถูกปกคลุมด้วยผลึกสีขาว เราวิเคราะห์ผลึกและพบว่ามันมีร่องรอยบางอย่างที่เราเพิ่มเข้าไปและที่สำคัญที่สุดพวกมันกลายเป็นแร่คาร์บอเนตเป็นส่วนใหญ่! เราเปลี่ยน CO2 เป็นหิน

CO2 ที่ละลายในน้ำได้ทำปฏิกิริยากับหินบะซอลต์ในน้ำแข็งและมากกว่าร้อยละ 95 ของ CO2 ที่ตกตะกอนเป็นแร่ธาตุคาร์บอเนตที่เป็นของแข็งและมันเกิดขึ้นเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ในเวลาน้อยกว่าสองปี

นี่เป็นวิธีที่ปลอดภัยที่สุดที่จะนำ CO2 ออกไป เมื่อละลายในน้ำเราจะป้องกันไม่ให้ก๊าซ CO2 ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำผ่านรอยแตกบนหิน ในที่สุดเราแปลงมันเป็นหินที่ไม่สามารถเคลื่อนที่หรือละลายภายใต้สภาพธรรมชาติ

ข้อเสียของวิธีนี้คือต้องฉีดน้ำไว้ข้างๆ CO2 อย่างไรก็ตามเนื่องจากการกำจัด CO2 ออกจากน้ำอย่างรวดเร็วมากในรูปของแร่ธาตุน้ำนี้สามารถสูบกลับออกมาจากพื้นน้ำและนำกลับมาใช้ที่บริเวณที่ฉีด

มันจะทำงานที่อื่นหรือไม่

พวกเราคือการศึกษานำร่องขนาดเล็กและคำถามคือปฏิกิริยาเหล่านี้จะดำเนินต่อไปในอนาคตหรือรูขุมขนและรอยร้าวในหินบะซอลต์ใต้ผิวดินในที่สุดจะอุดตันและไม่สามารถแปลง CO2 เป็นคาร์บอเนตได้อีกต่อไป

ไอซ์แลนด์ของเรา โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ ได้เพิ่มปริมาณการฉีดก๊าซหลายครั้งในปีที่ผ่านมานับตั้งแต่การทดลองของเราเริ่มต้นโดยใช้สถานที่ใกล้เคียงที่แตกต่างกัน ยังไม่พบการอุดตันและมีแผนจะฉีดก๊าซเสียเกือบทั้งหมดลงในหินบะซอลต์ กระบวนการนี้จะป้องกันก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เป็นพิษและกัดกร่อนไม่ให้เข้าไปในบรรยากาศซึ่งปัจจุบันยังสามารถตรวจจับได้ในระดับต่ำใกล้โรงไฟฟ้าเนื่องจากมีกลิ่นไข่เน่า

หินที่ตอบสนองมากที่พบในไอซ์แลนด์นั้นค่อนข้างพบได้ทั่วไปบนโลก ประมาณร้อยละ 10 ของทวีปและพื้นมหาสมุทรเกือบทั้งหมดทำจากหินบะซอลต์ เทคโนโลยีนี้ไม่ได้ จำกัด อยู่เพียงการปล่อยจากโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ แต่ยังสามารถใช้สำหรับแหล่ง CO2 อื่น ๆ เช่นโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล

ความมีชีวิตเชิงพาณิชย์ของกระบวนการยังคงต้องมีการจัดตั้งในสถานที่ต่างกัน การทำให้เป็นแร่คาร์บอนเพิ่มต้นทุนให้กับการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าดังนั้นสิ่งนี้เช่นเดียวกับการกักเก็บคาร์บอนในรูปแบบใด ๆ จำเป็นต้องมีสิ่งจูงใจทางเศรษฐกิจเพื่อให้เป็นไปได้

คนชอบอยู่ใกล้ชายฝั่งและโรงไฟฟ้าหลายแห่งถูกสร้างขึ้นใกล้กับลูกค้า บางทีเทคโนโลยีนี้อาจถูกใช้เพื่อกำจัดการปล่อย CO2 ในพื้นที่ชายฝั่งทะเลในการก่อตัวของหินบะซอลต์นอกชายฝั่ง แน่นอนว่าจะไม่มีปัญหาการขาดแคลนน้ำในการฉีด CO2

หากเราถูกบังคับให้ลดระดับ CO2 ในชั้นบรรยากาศลงในอนาคตเพราะเราประเมินผลกระทบความเสียหายจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเราอาจใช้อุปกรณ์ลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์บนแพลตฟอร์มมหาสมุทรเพื่อจับ CO2 จากอากาศแล้วฉีด CO2 ลงในรูปของหินบะซอลต์ ภายใต้.

การทำให้เป็นแร่คาร์บอนดังที่แสดงในไอซ์แลนด์อาจเป็นส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหาคาร์บอนของเรา

เกี่ยวกับผู้เขียน

Martin Stute ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย หัวข้อวิจัยวิทยานิพนธ์ของเขาที่มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กเพ่งความสนใจไปที่เทคนิคการติดตามนวนิยายเพื่อศึกษาพลศาสตร์ของการไหลของน้ำบนพื้นดินและการใช้น้ำบาดาลเป็นที่เก็บของ paleoclimate

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at

ขอบคุณสำหรับการเยี่ยมชม InnerSelf.comที่ไหนมี 20,000 + บทความเปลี่ยนชีวิตส่งเสริม "ทัศนคติใหม่และความเป็นไปได้ใหม่" บทความทั้งหมดได้รับการแปลเป็น 30+ ภาษา. สมัครรับจดหมายข่าว ถึงนิตยสาร InnerSelf ซึ่งตีพิมพ์ทุกสัปดาห์ และ Daily Inspiration ของ Marie T Russell นิตยสาร InnerSelf ได้รับการตีพิมพ์ตั้งแต่ปี 1985