29.07.2013

Начат эксперимент по закачке углекислого газа в скальные породы

На сей раз опасаться утечки его обратно, в атмосферу, не приходится. Но вопрос о целесообразности этого начинания всё ещё сохраняется, пишет Nature News.

Сегодня мир выбрасывает за год в атмосферу примерно 32 млрд т углекислого газа (более 4,5 т на человека), причём чуть больше одной шестой от этого количества — в одних только США. Поскольку другого рекордсмена (КНР, каждая четвёртая тонна углекислого газа) борьба с CO₂ интересует примерно в той же степени, что и право уйгуров на самоопределение, Америка остаётся единственным по-настоящему крупным игроком в этой области, который реально собирается предпринять некие гринпис-шаги.

Самым популярным решением в этом отношении считается активно лоббируемая исследовательскими центрами некоторых нефтяных компаний закачка значительных объёмов углекислого газа в пласты песчаника. Почему песчаник — понятно, ведь именно с этими породами в основном привыкли работать нефтяники в Соединенных Штатах. Бурить в них легко и просто, плюс мест, где есть песчаник, сравнительно много, а значит, транспорт туда углекислого газа от электростанций и промышленных предприятий (60% выбросов углекислого газа) будет организационно простым.

Но есть и те, кто не видит в этой простоте ничего привлекательного. Песчаник не слишком плотен, а закачивать и вовсе предполагается в отработанные нефтяные месторождения, где порода из-за гидроразрывов пластов, стимулирующих дополнительный выход нефти, и так вся в трещинах. Из-за сходных трещин водопроводные краны во многих штатах США уже стали неплохими потенциальными факелами, ждущими лишь спички, чтобы полыхнуть. Вряд ли углекислый газ будет навечно похоронен в таких породах.

Правда, его можно прятать в песчанике, находящемся под океанским дном. Там он будет надёжно блокирован донными отложениями, сквозь которые попасть в атмосферу значительно труднее. Но такая операция потенциально намного дороже.

17 июля 2013 года на северо-западе США впервые развёрнут широкомасштабный опыт по закачке главного антропогенного парникового газа в принципиально другие породы — пористый базальт, образовавшийся в этих местах. Ведут его специалисты Тихоокеанской северо-западной национальный лаборатории Министерства энергетики США во главе с Питом Макгрейлом (Pete McGrail).

Основная идея эксперимента по закачке тысячи тонн углекислого газа — в использовании для него места, некогда им же и занятого. 16 млн лет назад близ городка Валлула, около которого прямо сейчас идёт операция (её окончание намечено на начало августа), текла лава, а в ней присутствовали пузырьки CO₂. По мере остывания магмы газ мигрировал вверх, а вот пузырьки «рассосаться» не успевали, отчего базальты в определённых слоях получились очень пористыми. Сверху идёт плотная скальная порода без пузырьков более позднего происхождения. Следовательно, риск утечки в атмосферу здесь минимален.

Впрочем, значительная надежда в отношении удержания газа возлагается и на сам базальт, содержащий соединения кальция и магния. Углекислый газ склонен вступать в реакцию с такими веществами, связываясь в форме карбоната. По расчётам учёных, за считанные 10–15 лет до 20% всего закачанного газ должно быть связано в виде твёрдых соединений. Чтобы проверить это предположение за более разумные сроки, через четырнадцать месяцев после окончания закачки, в конце следующего года, рядом с точкой нынешнего бурения, которую закроют бетонной «пробкой», планируется пробурить другую скважину; из неё сделают забор базальта с последующим анализом скорости образования в нём карбонатов.

Проект не уникален. Reykjavik Energy ведёт в Исландии сходные опыты с пористыми базальтами, однако практические перспективы в сравнении с США там ничтожны: в Исландии всего 4,7% всей электроэнергии вырабатывается из ископаемого топлива, так что общие выбросы углекислого газа равны примерно одной десятитысячной от мировых, в полторы тысячи раз уступая американским.

Заметим, что критики таких проектов справедливо указывают на неопределённость стоимости захвата и транспортировки углекислого газа в больших, а не опытных масштабах. Задаются вопросы о том, не приведёт ли такая закачка к получению из ископаемого топлива более дорогой электроэнергии, чем сейчас удаётся иметь от альтернативной энергетики.

Другое важное возражение — «тезис о транспорте». Не секрет, что собрать углекислый газ от выхлопных труб автомобилей — задача куда более сложная, чем забор того же вещества у труб предприятий. Однако наши четырехколёсные друзья (они же отлично замаскированные враги, как считают иные) производят значительную долю углекислого газа. Та же Исландия, в которой почти не жгут на электростанциях уголь, нефть, газ и иные виды ассигнаций, выбрасывает в год 10,7 т CO₂ на душу населения — то есть в два с лишним раза больше, чем в среднем по миру, и всего в полтора раза меньше, чем в США, где основным источником электроэнергии служит уголь, самый CO₂-продуктивный вид топлива. Иными словами, даже если мы полностью соберём весь углекислый газ от недвижимых труб, множество маленьких и шустрых нам не охватить никак. Стоит ли в таком случае овчинка выделки?

Что ж, подождём итогов экспериментов.

Александр Березин

Источники:

1. compulenta.computerra.ru