Новое исследование учёных Кембриджского университета (University of Cambridge) показало, что естественные скопления CO2, запертые под землёй около 100 000 лет, не оказали существенного разрушительного воздействия на горные породы, а значит хранение углекислого газа под землёй гораздо безопаснее, чем считалось раньше. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата утверждает: чтобы средняя мировая температура не поднялась выше двух градусов Цельсия, необходимо к 2050 году сократить выбросы парниковых газов на 40—70%. Добиться этого непросто, поскольку большинство государств со временем наращивают производство и увеличивают потребление энергии, а значит — и выбросы углекислого газа. Однако бороться с изменением климата всё же возможно, и один из способов — технология улавливания и хранения углерода (УХУ).
На предприятиях углекислый газ отделяют от других газов, образовавшихся в процессе сгорания топлива, сжимают, помещают в цистерны и доставляют к пористым геологическим формациям. Там двуокись углерода закачивают в природные резервуары на глубину более километра. Чтобы углекислый газ не влиял на климат, его нужно запереть под землёй как минимум на 10 000 лет. Ключевой компонент безопасности геологического хранения CO2 — так называемая перекрывающая порода или кепрок, непроницаемый слой глинистого сланца или глинистой породы над формацией-хранилищем. Газ закачивают под землю в жидком состоянии, но плотность жидкости ниже (50—80%) плотности наполняющей песчаник воды, поэтому CO2 движется наверх, пока не достигнет кепрока.
«Предыдущие исследования с использованием компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов показывали, что жидкость, которая образуется по мере растворения CO2, постепенно разъедает перекрывающую породу, делая её более проницаемой, и ставит под угрозу безопасное хранение CO2, — ведущий автор исследования профессор Майк Бикль (Mike Bickle). «Изучение природных скоплений углекислого газа, в которых CO2 сохраняется в течение времени, необходимого для эффективного хранения, позволяет гораздо лучше предсказать поведение газа под землёй», — добавляет он.
Учёные обследовали природный резервуар в американском штате Юта, в котором углекислый газ был заперт в осадочных породах сотни тысяч лет. Они пробурили скважину и взяли образцы пород и содержащихся в их порах жидкостей, чтобы изучить коррозию минералов под воздействием кислой сатурированной воды. Анализ минеральной структуры и геохимического состава породы включал бомбардировку нейтронами. Это позволило учёным понять, как может меняться пористая структура и проницаемость перекрывающей породы. Они обнаружили, что вклад углекислого газа в разрушение минералов очень мал, а поражённый коррозией слой составляет всего 7 см. Предыдущие исследования предсказывали, что коррозией будет поражён многометровый слой.
Исследователи заключили, что естественная устойчивость минералов к воздействию кислой сатурированной воды делает хранение углекислого газа под землёй гораздо более предсказуемым и безопасным, чем считалось ранее. «Если всё тщательно взвесить, хранение углерода под землёй будет гораздо надёжнее, чем прямые выбросы CO2 в атмосферу», — резюмирует Бикль.
Другие варианты смягчения воздействий на климат включают повышение энергетического КПД, переход на менее углеродоёмкие виды топлива, атомную энергию, возобновляемые источники энергии, совершенствование биологических поглотителей и сокращение выбросов иных парниковых газов.
