Захоронение парниковых газов

Согласно двум исследованиям, опубликованным в International Journal of Environment and Pollution издательства Inderscience, глубокие угольные пласты, не имеющие коммерческой ценности для добычи, могут использоваться для постоянного подземного хранения углекислого газа (CO₂), образующегося в результате деятельности человека, что позволит избежать его выброса в атмосферу. Дополнительным преимуществом такого хранения CO₂ является вытеснение из угольных пластов полезного метана.

Поиск способов долгосрочного захоронения (секвестрации) парникового газа CO₂ — одно из направлений в борьбе с изменением климата. CO₂ можно закачивать в нефтяные скважины для добычи остатков нефти или размещать глубоко под землёй в водоносных горизонтах с солёной водой или в немытых угольных пластах.

Исследователи из Национальной лаборатории технологий энергетики (NETL) Министерства энергетики США провели предварительную оценку потенциального воздействия на окружающую среду секвестрации CO₂ в немытых угольных пластах. Команда собрала 2000 образцов угля из 250 пластов в 17 штатах. Некоторые угольные пласты содержат огромное количество метана. Например, угли низкой степени метаморфизма в среднем имеют самое высокое содержание метана — 13 кубических метров на тонну угля.

Исследователи выяснили, что глубина залегания пласта коррелирует со средним содержанием метана: более глубокие пласты содержат его меньше. Ключевой вопрос заключается в том, можно ли извлечь метан из немытых пластов и навсегда заменить его большими объёмами CO₂. Если да, то такие пласты могут стать огромным резервуаром для промышленного CO₂. По оценкам учёных, мировые запасы таких глубоких угольных пластов составляют почти 3 триллиона тонн с точки зрения ёмкости для хранения CO₂.

В лаборатории NETL построен комплекс для моделирования реальных геологических условий (GSCFL). Предварительные результаты экспериментов с закачкой CO₂ в образцы пittsburgh No. 8 coal показали, что проницаемость снижается с увеличением давления CO₂, что является потенциальной проблемой для широкого применения технологии.

Команда также исследовала возможные побочные эффекты. В ходе экспериментов с битуминозным углём при 40 °C и давлении, в 50 раз превышающем атмосферное, было обнаружено, что процесс приводит к выбросу некоторых токсичных металлов, первоначально содержавшихся в угле, загрязняя использованную воду.

«Изменения химического состава воды и возможность мобилизации токсичных микроэлементов из угольных пластов — потенциально важные факторы, которые необходимо учитывать при оценке глубоких немытых угольных пластов для секвестрации CO₂», — отмечают исследователи. Концентрации бериллия, кадмия, ртути и цинка значительно возросли, хотя бериллий и ртуть остались ниже стандартов питьевой воды. Однако токсичные мышьяк, молибден, свинец, сурьма, селен, титан, таллий, ванадий и йод в воде обнаружены не были, хотя и присутствовали в исходных образцах угля.