Wykorzystanie paliw kopalnych, takich jak produkty ropopochodne, węgiel i gaz ziemny, do wytwarzania energii wytworzyło tony dwutlenku węgla (dwutlenek węgla - CO2), które są uwalniane do atmosfery. Z tego powodu CO2 stał się wielkim złoczyńcą w intensyfikacji efektu cieplarnianego, który prowadzi do globalnego ocieplenia planety, z niszczącymi konsekwencjami.
Dlatego istnieje pilna potrzeba ograniczenia emisji CO.2 dla atmosfery. Jedną z alternatyw byłaby wychwytywanie CO2 uwolniony przez przemysł i elektrownie i zakopanie go pod ziemią, proces znany jako porwanie. Jednak oprócz tego, że jest to bardzo kosztowny proces, pojawia się problem polegający na tym, że z biegiem czasu dwutlenek węgla ma tendencję do wznoszenia się przez pory i szczeliny w glebie i ulatniania się z powrotem do atmosfery.
Ewentualne rozwiązanie tej sytuacji proponują badacze m.in. profesor inżynierii naftowej i geosystemów z University of Texas, w Austin, Steven L. Bryant, który kieruje Centrum Bezpieczeństwa Wód Podziemnych i jest odpowiedzialny za finansowany przez przemysł program badawczy, który koncentruje się na składowaniu CO
2 geologiczny. W twoim artykule zatytułowanym “Zintegrowane rozwiązanie dla węgla” i opublikowany w rto jest widoczne Scientific American Brazylia, nr 139, grudzień 2013, strony 64-69, opisuje jedną z tych propozycji, która zasadniczo składa się z uchwycić CO2 emitowane, zanim trafi do atmosfery i rozpuści ją w solance wychwyconej z podglebia, która później wraca na dno oceanu.Jest to możliwe, ponieważ gdy CO2 rozpuszcza się w wodzie, sprawia, że płyn gęstsze, w przeciwieństwie do tego, co dzieje się z wieloma gazami. W ten sposób dwutlenek węgla rozpuszczony w solance miałby tendencję do opadania i nie wydostawałby się do atmosfery, byłby bezpieczniej przechowywany pod ziemią.
Jednak rozpuszczanie dwutlenku węgla w solance w warunkach temperatury otoczenia i ciśnienia zajmuje dużo czasu. W związku z tym konieczne byłoby wywiercenie studni do podziemnej solanki o wysokich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem, przetransportowanie jej na powierzchnię, sprężenie, wtłaczanie CO2 i zwróć go ponownie do podziemi.
Ustanowienie tego procesu jest bardzo kosztowne i uważane za niewykonalne. Jednak pomysł rozwiązania tego problemu zaproponował profesor inżynierii naftowej z University of Texas w Austim, Gary Gope, który miał zbadać Zatokę Meksykańską, która ma głębokie warstwy wodonośne bogate w rozpuszczony metan. Rozwiązaniem jest wydobycie tego metanu z solanki, która jest głównym składnikiem gazu ziemnego, i wykorzystanie go do produkcji energii elektrycznej. Aby zorientować się, niektóre obliczenia już na to wskazują podziemna solanka na amerykańskim wybrzeżu Zatoki Meksykańskiej jest w stanie magazynować jedną szóstą emisji gazów wytwarzany przez Stany Zjednoczone dwutlenek węgla, który jednocześnie może zaspokoić jedną szóstą zapotrzebowania na gaz ziemny w tym rodzice.
Rury z gazem ziemnym (metan), ropą naftową i wodą
Do tego jeszcze jeden aspekt może zrekompensować wydatki: niecałe 64 km od powierzchni Ziemi znajduje się warstwa zwana magmą, której temperatura jest niezwykle wysoka, sięgająca 6000°C. A zatem, te warstwy wodonośne są wystarczająco gorące, aby solanka wychwycona z ziemi była dobrym źródłem energii geotermalnej. Obecnie wykorzystywana energia geotermalna opiera się na wychwytywaniu pary wytworzonej w zbiornikach wody i pary, która nawet wrze w kontakcie z magmą przez rury i przewody właściwy. Ta para powoduje obrót łopatek turbiny, a generator przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną.
Elektrownia geotermalna
Zatem połączenie w jednym systemie tych trzech procesów (magazyn CO2 pod ziemią, wydobywanie metanu z solanki i uzyskiwanie ciepła geotermalnego z tej solanki) staje się ekonomicznie opłacalnym procesem, ponieważ jest samowystarczalny.
Aby lepiej zrozumieć, jak działa ten proces, który jest obiegiem zamkniętym, zobacz poniższą tabelę:
Schemat procesu rozpuszczania CO2 w podziemnej solance
1. Wychwytywana jest solanka głębinowa. Dzięki swojej głębokości znajduje się pod wysokim ciśnieniem, dlatego energia potrzebna do wyniesienia go na powierzchnię jest bardzo mała;
2. Ta solanka zawiera rozpuszczony metan, a gdy dociera na powierzchnię, ciśnienie spada i część tego gazu wychodzi. solanki, wychwytywanej i transportowanej rurociągiem do wykorzystania jako źródło energii (gaz Naturalny);
3. Solanka trafia do wymiennika ciepła, gdzie podgrzewa obieg wody, który przesyłany jest do pobliskich budynków. Ta energia geotermalna może być wykorzystywana do ogrzewania środowisk, wody w domach oraz w wymiennikach ciepła, które przekształcają gorące powietrze w chłodne powietrze w klimatyzatorach;
4. CO2 jest wtłaczany do zimnej solanki, co powoduje, że wydobywa się z niej więcej metanu, a także jest transportowany rurociągami, pozyskując większą ilość gazu ziemnego;
5. Solanka zawierająca CO2 rozpuszczona i pod wysokim ciśnieniem jest ponownie pompowana do podłoża, z którego została pobrana, a dwutlenek węgla jest tam trwale magazynowany.
W przypadku wstrzyknięcia pod ziemię dużych ilości cieczy istnieje niebezpieczeństwo trzęsień ziemi. Jednak w tym procesie, w tym samym czasie, w którym wstrzykuje się solankę, solanka jest również usuwana, więc nie ma takiego ryzyka. Wymaga również bardzo starannej konstrukcji i eksploatacji, aby zapobiec wyciekowi metanu.
Te pomysły są wciąż w fazie rozwoju, ale wiadomo, że zbudować cały niezbędny aparat do takiego systemu, zajęłoby to czas i koszty, które można by przenieść na konsumentów Elektryczność. Ale każdy inny sposób na znaczne zmniejszenie emisji CO2 do atmosfery byłoby również kosztowne i czasochłonne. Okaże się, czy ta technika sekwestracji solanki rzeczywiście działa tak, jak wydaje się działać w teorii.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/possivel-solucao-para-reduzir-as-emissoes-co2.htm
