Сверхкритический CO₂ повышает оптимизм в захоронении парниковых газов
Ученые получили веские доказательства того, что диоксид углерода можно безопасно и навсегда захоранивать в глубоких подземных базальтовых формациях без риска его последующего выхода в атмосферу. Эти выводы имеют значение и для секвестрации углерода в других типах коллекторов.
Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США обнаружили ключевые факторы, показывающие, что водонасыщенный жидкий CO₂ в условиях, имитирующих глубокие геологические среды, закупоривает трещины в породе, которые в противном случае могли бы позволить опасному парниковому газу выйти.
«Последствия этого открытия далеко идущие, — заявил ученый PNNL Пит Макгрейл. — В сверхкритической фазе CO₂, по-видимому, присутствует достаточное количество молекулярной воды для проведения многоступенчатых реакций непосредственно с минералами в базальте. По сути, диоксид углерода может самозапечатывать незамеченные трещины или разломы, которые могли бы позволить CO₂ мигрировать вертикально на меньшие глубины».
В ходе экспериментов Макгрейл подвергал образцы базальта высокому давлению в присутствии двух фаз CO₂, которые образуются после его закачки глубоко под землю: CO₂-насыщенной воды и водонасыщенного жидкого CO₂ (сверхкритической фазы). Ранее в экспериментах базальт подвергали воздействию только CO₂-насыщенной воды, которая со временем образуется при взаимодействии закачанного CO₂ с водой в пористых и проницаемых базальтовых слоях. Новые данные показали, что водонасыщенный жидкий CO₂ демонстрирует сходную или даже большую реакционную способность, чем CO₂-насыщенная вода.
Исследование, представленное на 9-й Международной конференции по технологиям улавливания парниковых газов, указывает на необходимость разработки новых модельных инструментов для анализа химической реактивности в плотной фазе CO₂. Хотя эксперименты проводились на базальте, принципы не уникальны для базальтов и применимы к другим коллекторным системам и покрывающим породам. Для проверки лабораторных результатов потребуются полевые инъекции в пилотном масштабе.