تحويل CO2 إلى حجر

موقع الاختبار في أيسلندا حيث يتم ضخ الغازات من محطة الطاقة الحرارية الأرضية تحت الأرض وتحويلها إلى معادن عن طريق التفاعل مع حجر البازلت. Juerg المسألة ، قدم المؤلف

نحن بحاجة جادة للقيام بشيء حول انبعاثات CO2. بالإضافة إلى التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة وزيادة كفاءة الطاقة ، نحتاج إلى البدء في وضع بعض من CO2 بعيدا قبل أن تصل إلى الغلاف الجوي. ربما تكون تأثيرات تغير المناخ الناجم عن النشاط البشري شديدة لدرجة أننا قد نضطر إلى التقاط CO2 من الهواء وتحويلها إلى منتجات مفيدة مثل المواد البلاستيكية أو وضعها في مكان آمن.

اجتمعت مجموعة من العلماء من عدة بلدان أوروبية والولايات المتحدة ، بما في ذلك نفسي ، في الوسط ، في أيسلندا ، لمعرفة كيف يمكن التخلص من CO2 بأمان - في الأرض. في الآونة الأخيرة دراسة نشرت، أثبتنا أنه بعد عامين من حقن CO2 تحت الأرض في موقعنا التجريبي في أيسلندا ، تم تحويل معظمها تقريبًا إلى معادن.

تمعدن

أيسلندا بلد أخضر للغاية. تقريبا كل ما لديها من الكهرباء تأتي من مصادر متجددة بما في ذلك الطاقة الحرارية الأرضية. يتم تحويل الماء الساخن من الصخور تحت السطح إلى بخار يقود التوربين إلى السطح توليد الكهرباء. ومع ذلك ، فإن محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية تنبعث منها CO2 (أقل بكثير من محطة طاقة مماثلة تعمل بالفحم) لأن البخار الساخن من الآبار العميقة التي تدير التوربينات يحتوي أيضًا على CO2 وأحيانا كبريتيد الهيدروجين (H2S). عادةً ما يتم إطلاق هذه الغازات في الهواء.

هل هناك مكان آخر يمكننا وضع هذه الغازات فيه؟

تقليدي عزل الكربون ترسب CO2 إلى مستودعات المياه المالحة العميقة أو في مستودعات النفط والغاز الطبيعي المستنفد. يتم ضخ CO2 تحت ضغط عالٍ جدًا في هذه التكوينات ، ولأنها تحتفظ بالغازات والسوائل الموجودة بالفعل على مدار الملايين من السنة ، فإن احتمال تسريب CO2 قليل جدًا ، دراسات أظهرت.

في مكان مثل أيسلندا مع زلازلها اليومية تكسير الصخور البركانية (البازلت) ، لن يعمل هذا النهج. يمكن أن تتدفق CO2 من خلال الشقوق وتتسرب إلى الغلاف الجوي.

ومع ذلك ، فإن البازلت له أيضًا ميزة عظيمة: فهو يتفاعل مع CO2 ويحوله إلى معادن كربونية. تتكون هذه الكربونات بشكل طبيعي ويمكن العثور عليها كبقع بيضاء في البازلت. ردود الفعل كما تم البرهنة في التجارب المعملية.


الحصول على أحدث من InnerSelf


حل CO2 في الماء

بالنسبة للاختبار الأول ، استخدمنا CO2 النقي وضخناه من خلال أنبوب في بئر قائمة استغلت طبقة مياه جوفية تحتوي على مياه عذبة عند عمق 1,700 تقريبًا. بعد ستة أشهر ، قمنا بحقن خليط من CO2 وكبريتيد الهيدروجين الذي يتم ضخه من توربينات محطة الطاقة. من خلال أنبوب منفصل ، قمنا أيضًا بضخ المياه إلى البئر.

في البئر ، أصدرنا CO2 من خلال جهاز sparger - جهاز لإدخال الغازات إلى سوائل مشابهة لحجر الفقاعة في حوض للماء - في الماء. تتحلل CO2 تمامًا خلال بضع دقائق في الماء بسبب ارتفاع الضغط في العمق. هذا المخلوط دخل طبقة المياه الجوفية.

أضفنا أيضًا كميات ضئيلة من المتطفلين (الغازات والمواد المذابة) التي تسمح لنا بالتفريق بين الماء المحقون و CO2 مما هو موجود بالفعل في طبقة المياه الجوفية. بعد ذلك ، تم تفريغ CO2 في الماء عن طريق المياه الجوفية المتدفقة ببطء.

في اتجاه مجرى النهر ، قمنا بتركيب آبار المراقبة التي سمحت لنا بجمع عينات لمعرفة ما حدث لـ CO2. في البداية ، رأينا بعض CO2 و tracers القادمة. بعد بضعة أشهر ، مع ذلك ، واصلت المتسللين الوصول ولكن أظهر القليل جدا من CO2 حقنه.

إلى أين كان ذاهب؟ توقفت مضخةنا في البئر المراقبة بشكل دوري ، وعندما أحضرناها إلى السطح ، لاحظنا أنها كانت مغطاة بالبلورات البيضاء. قمنا بتحليل البلورات ووجدنا أنها تحتوي على بعض من علامات التتبع التي أضفناها ، وأفضلها أنها تحولت إلى معادن كربونية في الغالب! لقد حولنا CO2 إلى صخور.

كان رد فعل CO2 في الماء يتفاعل مع البازلت في طبقة المياه الجوفية ، وأكثر من نسبة 95 في CO2 ترسبت كمعادن كربونات صلبة - وكل ذلك حدث أسرع بكثير مما كان متوقعًا ، في أقل من عامين.

co2 لحجر 6 12هذه هي الطريقة الأكثر أمانًا لوضع CO2 بعيدًا. من خلال إذابتها في الماء ، فإننا نمنع بالفعل غاز CO2 من الانبثاق نحو السطح من خلال الشقوق في الصخور. أخيراً ، نقوم بتحويله إلى حجر لا يستطيع التحرك أو الذوبان تحت ظروف طبيعية.

جانب واحد سلبي من هذا النهج هو أن المياه تحتاج إلى حقن جنبا إلى جنب مع CO2. ومع ذلك ، وبسبب الإزالة السريعة جداً لـ CO2 من الماء في شكل معدني ، يمكن ضخ هذه المياه مرة أخرى من الأرض باتجاه المصب وإعادة استخدامها في موقع الحقن.

هل ستعمل في مكان آخر؟

كانت دراستنا تجريبية على نطاق صغير ، والسؤال هو ما إذا كانت هذه التفاعلات ستستمر في المستقبل أم أن التشققات في حجر البازلت تحت السطح ستنكسر في النهاية ولن تتمكن بعد ذلك من تحويل CO2 إلى كربونات.

ايسلندا محطة الطاقة الحرارية الأرضية زادت كمية الغاز التي تم حقنها عدة مرات في السنوات منذ بدأت تجربتنا باستخدام موقع مجاور مختلف. لم تتم مواجهة أي انسداد حتى الآن ، وتتمثل الخطة في ضخ جميع غازات النفايات في البازلت. هذه العملية سوف تمنع أيضا غاز كبريتيد الهيدروجين السام والمسبب للتآكل من الدخول إلى الغلاف الجوي ، والذي لا يزال يمكن اكتشافه حاليًا عند مستويات منخفضة بالقرب من محطة الطاقة بسبب رائحة البيض الفاسد المميزة.

الصخور التفاعلية جدا الموجودة في أيسلندا شائعة جدا على الأرض. حول 10 في المئة من القارات وتقريبا كل من طوابق المحيط مصنوعة من البازلت. وبعبارة أخرى ، لا تقتصر هذه التكنولوجيا على الانبعاثات الصادرة عن محطات الطاقة الحرارية الأرضية ، بل يمكن استخدامها أيضًا في مصادر أخرى من CO2 ، مثل محطات توليد الطاقة من الوقود الأحفوري.

لا تزال هناك حاجة إلى إقامة الجدوى التجارية للعملية في مواقع مختلفة. ويضيف تمعدن الكربون التكاليف لتشغيل محطة توليد الطاقة ، لذلك ، مثل أي شكل من أشكال احتجاز الكربون ، يحتاج إلى حافز اقتصادي لجعله ممكنًا.

يحب الناس العيش بالقرب من السواحل ، وقد تم بناء العديد من محطات الطاقة بالقرب من عملائهم. ربما يمكن استخدام هذه التقنية لإبعاد انبعاثات CO2 في المناطق الساحلية في تكوينات البازلت البحرية القريبة. بالطبع ، لن يكون هناك نقص في الماء لحقن في المشاركة مع CO2.

إذا اضطررنا إلى خفض مستويات CO2 في الغلاف الجوي في المستقبل لأننا قللنا من الآثار الضارة لتغير المناخ ، يمكننا استخدام أجهزة طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية على منصة المحيط لالتقاط CO2 من الهواء ثم حقن CO2 في تكوينات البازلت تحته.

يمكن أن يكون تمعدن الكربون ، كما هو موضح في آيسلندا ، جزءًا من حل مشكلة الكربون لدينا.

المحادثةنبذة عن الكاتب

stute martinمارتن ستوت ، أستاذ العلوم البيئية ، جامعة كولومبيا. ركز موضوع بحث أطروحته في جامعة هايدلبرغ على تقنيات التتبع الجديدة لدراسة ديناميكية تدفق المياه الجوفية ، واستخدام المياه الجوفية كأرشيف للمناطق القديمة.

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

{amazonWS: searchindex = كتب، كلمات = 1465433643. maxresults = 1}
{amazonWS: searchindex = كتب، كلمات = 1250062187. maxresults = 1}
{amazonWS: searchindex = كتب، كلمات = 1451697392. maxresults = 1}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة