CO2 emisyonları hakkında ciddi bir şeyler yapmamız gerekiyor. Yenilenebilir enerji kaynaklarına geçmenin ve enerji verimliliğini arttırmanın yanı sıra, bazı CO2’i atmosfere ulaşmadan uzaklaştırmaya başlamamız gerekiyor. Belki insan kaynaklı iklim değişikliğinin etkileri o kadar şiddetli olacaktır ki, CO2'i havadan yakalayıp plastik malzemeler gibi faydalı ürünlere dönüştürmemiz veya güvenli bir yere koymamız gerekebilir.

CO2'un nasıl güvenli bir şekilde yerine getirilebileceğini bulmak için, kendim de dahil olmak üzere, birkaç Avrupa ülkesinden ve ABD'den bir grup bilim adamı ortada, İzlanda'da bir araya geldi. Son zamanlarda yayınlanmış çalışmaİzlanda'daki pilot test sahamızda CO2 yeraltına enjekte edildikten iki yıl sonra, neredeyse hepsinin minerallere dönüştürüldüğünü gösterdik.

mineralizasyonu

İzlanda çok yeşil bir ülkedir; elektriğinin neredeyse tamamı yenilenebilir kaynaklardan geliyor jeotermal enerji. Yüzeyin altındaki kayalardan gelen sıcak su, türbini çeken buhara dönüştürülür. elektrik üretmek. Bununla birlikte, oradaki jeotermal enerji santralleri CO2 (benzer bir kömürle çalışan elektrik santralinden çok daha az) yayar, çünkü türbinleri çalıştıran derin kuyulardan gelen sıcak buhar ayrıca CO2 ve bazen de hidrojen sülfit (H2S) içerir. Bu gazlar genellikle sadece havaya karışır.

Bu gazları koyabileceğimiz başka bir yer var mı?

Geleneksel karbon tutma CO2'i derin tuzlu su akiferlerine veya bitmiş yağ ve doğal gaz rezervuarlarına depolar. CO2 bu oluşumlara çok yüksek basınç altında pompalanır ve yıllarca milyonlarca yerinde gaz ve sıvı tuttuklarından, CO2'in sızma olasılığı çok küçüktür. çalışmalar göründü.

Volkanik kayaları (bazaltları) kıran günlük depremleri ile İzlanda gibi bir yerde, bu yaklaşım işe yaramazdı. CO2 çatlaklardan köpürebilir ve tekrar atmosfere sızabilir.

Bununla birlikte, bazalt da büyük bir avantaja sahiptir: CO2 ile reaksiyona girer ve onu karbonat minerallerine dönüştürür. Bu karbonatlar doğal olarak oluşur ve bazaltta beyaz lekeler olarak bulunabilir. Reaksiyonlar laboratuar deneylerinde de gösterilmiştir.

CO2'in suda çözünmesi

İlk test için saf CO2 kullandık ve onu bir borunun içinden, yaklaşık 1,700 fit derinlikte temiz su içeren bir akiferden alan mevcut bir kuyuya pompaladık. Altı ay sonra, santralin türbinlerinden gelen bir CO2 ve hidrojen sülfit karışımı enjekte ettik. Ayrı bir borudan kuyuya da su pompaladık.

Kuyuda, CO2'i, bir akvaryumdan - gazları bir akvaryumdaki bir kabarcık taşına benzer sıvılara akıtmak için bir cihaz - suyla serbest bırakan bir cihaz aracılığıyla serbest bıraktık. CO2, derinlikteki yüksek basınç nedeniyle suda birkaç dakika içinde tamamen çözülür. Bu karışım daha sonra akiferine girdi.

Ayrıca, enjekte edilen suyu ve CO2'i zaten akiferdekilerden ayırt etmemize olanak tanıyan küçük miktarlarda izleyiciler (gazlar ve çözünmüş maddeler) ekledik. Suda çözünen CO2 daha sonra yavaş akan yer altı suyu ile taşınmıştır.

Sonrasında, CO2’a ne olduğunu bulmak için örnekler toplamamıza izin veren izleme kuyuları kurduk. Başlangıçta, bazı CO2 ve izleyicilerin geldiğini gördük. Birkaç ay sonra, izleyiciler gelmeye devam etti, ancak enjekte edilen CO2'in çok azı geldi.

Nereye gidiyordu İzlemedeki pompamız periyodik olarak çalışmayı durdurdu ve yüzeye çıkardığımızda, beyaz kristallerle kaplı olduğunu fark ettik. Kristalleri analiz ettik ve eklediğimiz bazı izleyicileri içerdiklerini gördük ve hepsinden önemlisi karbonat mineralleri oldukları ortaya çıktı! CO2'u kayalara dönüştürdük.

Suda çözünen CO2 akiferdeki bazalt ile reaksiyona girmiş ve CO95'in yüzde 2'inden fazlası katı karbonat mineralleri olarak çökmüştür - ve hepsi iki yıldan daha az bir sürede beklenenden çok daha hızlı gerçekleşmiştir.

Bu, CO2 ürününü uzaklaştırmanın en güvenli yoludur. Suda eriterek, CO2 gazının kayaların içindeki çatlaklardan yüzeye doğru kabarcıklanmasını önledik. Son olarak, doğal koşullar altında hareket edemeyen veya çözünemeyen bir taşa dönüştürüyoruz.

Bu yaklaşımın bir dezavantajı, CO2'in yanına su enjekte edilmesi gerektiğidir. Bununla birlikte, CO2'in sudaki mineral formunda çok hızlı bir şekilde çıkarılmasından dolayı, bu su akış aşağıdan toprağa geri pompalanabilir ve enjeksiyon bölgesinde tekrar kullanılabilir.

Başka bir yerde çalışacak mı?

Bizimkiler küçük ölçekli bir pilot çalışmaydı ve soru, bu reaksiyonların geleceğe devam edip etmeyeceği veya yeraltı bazalt taşındaki gözenekler ve çatlakların sonunda tıkanıp kalmayacağı ve artık CO2'i karbonat haline getiremeyeceğidir.

Bizim İzlanda jeotermal enerji santrali deneyimizin yakındaki farklı bir lokasyonda başlatılmasından bu yana yıllar içerisinde birkaç kez enjekte edilen gaz miktarını arttırmıştır. Henüz bir tıkanıklıkla karşılaşılmadı ve plan yakında tüm atık gazların bazalt içine enjekte edilmesi. Bu işlem aynı zamanda, karakteristik çürük yumurta kokusu nedeniyle santralin yakınında düşük seviyelerde hala tespit edilebilen toksik ve aşındırıcı gaz hidrojen sülfitin atmosfere girmesini önleyecektir.

İzlanda'da bulunan çok reaktif kayalar Dünya üzerinde oldukça yaygındır; Kıtaların yüzde 10'i ve okyanus tabanlarının neredeyse tamamı bazalttan yapılmıştır. Bir başka deyişle, bu teknoloji, jeotermal enerji santrallerinden kaynaklanan emisyonlarla sınırlı değildir, ancak fosil yakıt enerji santralleri gibi diğer CO2 kaynakları için de kullanılabilir.

Sürecin ticari uygulanabilirliğinin halen farklı yerlerde kurulması gerekmektedir. Karbon mineralizasyonu, bir enerji santralinin işletmesine maliyet katar, bu nedenle, herhangi bir karbon tutumu gibi, bunun mümkün olması için ekonomik bir teşvike ihtiyacı vardır.

İnsanlar kıyılara yakın yerlerde yaşamayı severler ve birçok enerji santrali müşterileri yakınında inşa edilmiştir. Belki bu teknoloji yakındaki deniz bazalt oluşumlarındaki kıyı bölgelerindeki CO2 emisyonlarını ortadan kaldırmak için kullanılabilir. Elbette, CO2 ile birlikte enjekte edilecek su sıkıntısı olmazdı.

Gelecekte atmosferik CO2 seviyelerini düşürmek zorunda kalırsak, iklim değişikliğinin zarar verici etkilerini hafife aldığımızdan dolayı, muhtemelen bir okyanus platformunda rüzgar veya güneş enerjili cihazları kullanabiliriz ve sonra CO2'i bazalt oluşumlarına enjekte edebiliriz. altında.

İzlanda'da da gösterildiği gibi karbon mineralleşmesi karbon sorunumuzun çözümünün bir parçası olabilir.

Yazar hakkında

Martin Stute, Çevre Bilimleri Profesörü, Columbia Üniversitesi. Heidelberg Üniversitesi'ndeki tez araştırma konusu, yer altı suyu akışının dinamiklerini ve yer altı suyunun paleoiklimin bir arşivi olarak kullanılmasını incelemek için yeni izleyici tekniklerine odaklandı.

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at

Ziyaret ettiğiniz için teşekkürler InnerSelf.com, neredeler 20,000+ "Yeni Tutumlar ve Yeni Olasılıklar"ı tanıtan, yaşamı değiştiren makaleler. Tüm makaleler tercüme edilmiştir 30+ dil. Üye olun haftalık olarak yayınlanan InnerSelf Magazine'e ve Marie T Russell'ın Daily Inspiration'ına. InnerSelf Dergisi 1985'den beri yayınlanmaktadır.