|
Зміна клімату й
необхідність у геологічному зберіганні СО2
|
Людство випускає в атмосферу надто багато СО2
Сьогодні загальновизнаним є той факт, що людська активність згубно впливає на вуглецевий цикл нашої планети. До промислової революції й раніше – приблизно 10 тис. років тому – наслідком цього цілком збалансованого циклу, що містив природний обмін вуглецю між геосферою, біосферою, океанами й атмосферою, була низька концентрація СО2 в атмосфері (приблизно 280 мч (мільйонна частка), іншими словами 0,028%). Однак останні 250 років наше непомірне спалювання викопного палива (вугілля, нафти, газу) для виробництва енергії, опалювання, задоволення потреб промисловості й транспорту безперервно збільшується, що спричинює зростання кількості СО2, який викидається в атмосферу (Мал. 1). Приблизно половина цього виробленого людиною надлишку вуглекислого газу поглинається рослинністю й розчиняється в океанах, останнє спричинює окислення та пов’язаний з цим негативний вплив на морських рослин і тварин. Усе інше накопичується в атмосфері і стає однією з причин зміни клімату, оскільки СО2 – це парниковий газ, який утримує частину сонячного тепла та сприяє нагріванню земної поверхні. Потрібні негайні радикальні заходи, аби зупинити зростання сьогоднішньої концентрації СО2 в атмосфері, яка становить 387 мч (а це вже на +38% більше, ніж було на доіндустріальному етапі розвитку людства), щоб запобігти її зростанню до критичного рівня в 450 мч упродовж найближчих десятиліть. Експерти всього світу переконані в тому, що в разі перевищення цього рівня відвернути найтяжчі наслідки буде вже неможливо.
|
Малюнок 1
Пов’язані з людською діяльністю викиди СО2 по всьому світі становлять 30 мільярдів тонн (Гт) на рік, що відповідає 8,1 Гт вуглецю: 6,5 Гт від спалювання викопного палива і 1,6 Гт від вирубування лісів і сільськогосподарської діяльності.
|
Повернення вуглецю назад у землю
З самого початку індустріальної ери (1750-х років) наш світ перебуває в дуже великій залежності від викопного палива, отже, немає нічого дивного в тому, що для перетворення нинішнього суспільства на суспільство, що базується на сприятливих для клімату енергетичних джерелах, потрібні і час, і гроші. Сьогодні нам необхідні короткострокові заходи, що допоможуть скоротити нашу залежність від викопного палива шляхом використання його без подальшого забруднення довкілля. Це перший крок, який дасть нам час, необхідний для розробки технологій та інфраструктури майбутнього, в якому використовуватимуться відновлювані джерела енергії. Одна з таких можливостей – створення замкненого циклу в системі вироблення енергії, у якій вуглець, добутий з земних надр у вигляді газу, нафти й вугілля, повертається до надр, але вже як СО2. Цікаво, що зберігання СО2 в надрах землі не є винаходом людини. Це широко розповсюджений природний феномен: на нашій планеті існує чимало колекторів СО2, утворених не лише тисячі, але й мільйони років тому. Одним з прикладів цього явища є серія з восьми природних колекторів СО2, які було відкрито в процесі пошуку нафти в 1960-ті роки на південному сході Франції (Мал. 2). Ці та багато інших природних об’єктів, розташованих по всьому світі, показують, що геологічні структури здатні ефективно й безпечно зберігати СО2 упродовж надзвичайно тривалих періодів часу.
|
Малюнок 2
Французькі вуглекислогазові провінції.
 Природні поля CO2
 Використовувані води з природним вуглекислим газом (питна вода, спа)
|
Уловлювання й зберігання CO2:
перспективні шляхи пом’якшення наслідків
З усього спектру заходів, які необхідно терміново впроваджувати задля пом’якшення зміни клімату й зменшення окислення світового океану, уловлювання й зберігання вуглекислого газу (УЗВ*) може відігравати вирішальну роль, оскільки воно могло б скласти 33% від потрібного до 2050 року зменшення викидів СО2.
УЗВ включає уловлювання СО2 на вугільних або газових електростанціях і на промислових об’єктах (сталеливарні, цементні, нафтопереробні заводи тощо), транспортування його через труби або на кораблях (танкерах) до ділянок зберігання і закачування його через свердловини* у придатні геологічні формації для тривалого зберігання (Мал. 3). Ураховуючи зростання населення планети й збільшення споживання енергії в країнах, що розвиваються, а також відсутність широкого використання альтернативних „чистих” джерел енергії, спалювання викопного палива в найближчій перспективі неминуче. Таким чином, упроваджуючи УЗВ, людство може просуватися сприятливим відносно довкілля шляхом, у той самий час вибудовуючи міст до всесвітньої економіки, що базуватиметься на стійкому виробленні енергії.
|
Малюнок 3
На теплових електростанціях СО2 уловлюється шляхом відокремлення його від інших газів. Після чого він стискається й транспортується трубопроводом або на кораблях до ділянки геологічного зберігання: у глибоких солоних водоносних горизонтах, вичерпаних нафтових і газових родовищах, вугільних пластах, що не мають промислового значення.
|
Всесвітній розвиток УЗВ процвітає
Основні науково-дослідні програми в галузі УЗВ проводяться в Європі, Сполучених Штатах Америки, Канаді, Австралії та Японії, починаючи з 1990-х років. Чималий обсяг знань і неоціненний досвід уже здобуто під час проведення перших у світі масштабних демонстраційних проектів, де вуглекислий газ закачується глибоко під землю впродовж кількох років: Слейпнер (Sleipner) у Норвегії (приблизно 1 Мт на рік, починаючи з 1996 р.) (Мал. 4), Вейбурн (Weyburn) у Канаді (приблизно 1,8 Мт на рік, починаючи з 2000 р.) і Айн Салах (In Salah) в Алжирі (приблизно 1 Мт на рік, починаючи з 2004 р.). Міжнародне співробітництво в галузі досліджень зберігання СО2, підтримане МЕА-ППГ (IEA-GHG*) та ФЛВВ (CSLF*) у цих та інших сферах, є надзвичайно важливим для розширення нашого розуміння й розвитку всесвітнього наукового товариства, націленого на вирішення цієї проблеми. Чудовий приклад – спеціальний звіт МГЕЗК (IPCC*) з уловлювання й зберігання СО2. (2005 р.), що описує напрацьовані знання й досвід, а також перешкоди, які необхідно подолати для широкомасштабного впровадження цієї технології. Уже проведено надійну технічну експертизу, і нині світ упевнено просувається до демонстраційної фази. Як доповнення до технологічного розвитку створюються законодавчі, нормативні, економічні й політичні рамки, а також проводиться оцінка громадської думки й підтримки. Метою Європи є запуск до 2015 року й можливість подальшої експлуатації 12-ти великих демонстраційних проектів для реалізації широкого комерційного впровадження їх до 2020 року. Для досягнення цієї мети в січні 2008 року Європейська Комісія розробила пакет законів, названий „Діяльність у галузі клімату й відновлюваних джерел енергії”, в якому пропонується Директива із геологічного зберігання СО2 та інші заходи, що сприятимуть розвиткові й безпечному використанню УЗВ.
|
Малюнок 4.
Вертикальний розріз ділянки зберігання СО2 Слейпнер (Sleipner), Норвегія.
У природному газі, добутому на глибині 2500 метрів, міститься кілька відсотків СО2, який потрібно видаляти згідно з комерційними стандартами. Замість того, щоб випускати його в атмосферу, зібраний СО2 закачують майже на 1000-метрову глибину в піщаний водоносний горизонт* Утсіра (Utsira).
|
Ключові питання геологічного зберігання CO2
Європейська мережа експертів СО2ГеоНет була створена за підтримки Європейської Комісії як група дослідницьких організацій, здатних вивести Європу на передові позиції великомасштабних міжнародних досліджень. Однією з цілей СО2ГеоНет є поєднання суто наукової інформації з технічними аспектами геологічного зберігання СО2. З метою сприяння діалогові з особливо суттєвих аспектів цієї життєво важливої технології дослідники СО2ГеоНет підготували основні відповіді на деякі питання, що ставляться найчастіше. Далі ми пояснимо, як і в яких умовах можливе геологічне зберігання СО2, і сформулюємо критерії для його безпечного й ефективного впровадження.
Джерело: The European Network of Excellence on the Geological Storage of CO2
<< Попередня сторінка
---
Наступна сторінка >>
ВГОРУ
|
