CO2을 돌로 바꾸기

지열 발전소의 가스가 지하로 펌핑되고 ​​현무암과 반응하여 미네랄로 전환되는 아이슬란드의 시험장. Juerg Matter, 저자 제공

우리는 CO2 배출량에 대해 진지하게 대응해야합니다. 신 재생 에너지로 전환하고 에너지 효율을 높이는 것 외에도 CO2이 대기에 도달하기 전에 CO2을 멀리 두어야합니다. 아마도 인간이 유발 한 기후 변화의 영향은 너무 커서 우리는 COXNUMX을 공중에서 포착하여 플라스틱 물질과 같은 유용한 제품으로 변환하거나 안전한 장소에 두어야 할 수도 있습니다.

나 자신을 포함한 여러 유럽 국가 및 미국의 과학자 그룹이 아이슬란드의 중간에서 CO2이 안전하게 놓일 수있는 방법을 파악하기 위해 만났다. 최근에 발표 된 연구우리는 아이슬란드의 시범 테스트 현장에서 지하 CO2를 주입 한 지 2 년 후에 거의 모든 것이 미네랄로 전환되었음을 입증했습니다.

미네랄 화

아이슬란드는 매우 푸른 나라입니다. 거의 모든 전기가 재생 가능 에너지 원에서 비롯됩니다. 지열 에너지. 표면 아래의 암석에서 나오는 뜨거운 물은 증기로 변환되어 터빈을 전기를 생산하다. 그러나 터빈을 가동하는 깊은 우물에서 나오는 뜨거운 증기에는 CO2 및 때로는 황화수소 (H2S)가 포함되어 있기 때문에 CO2 (유사한 석탄 발전소보다 훨씬 적은 양)의 지열 발전소가 배출됩니다. 그 가스들은 대개 공기 중에 방출됩니다.

우리가 가스를 넣을 수있는 또 다른 장소가 있습니까?

전통적인 탄소 격리 CO2을 깊은 염분 대수층 또는 고갈 된 기름 및 천연 가스 저장고에 침전시킵니다. CO2은 매우 높은 압력 하에서이 포메이션에 펌핑되며, 이미 수백만 년이 넘는 가스와 체액을 보유하고 있으므로 CO2 유출 확률은 매우 적습니다. 연구 나타났습니다.

아이슬란드와 같이 일일 지진이 화산암 (현무암)을 부수는 곳에서는이 접근법이 효과가 없을 것입니다. CO2은 균열을 통해 거품을 일으키고 대기로 다시 누출 될 수 있습니다.

그러나 현무암은 또한 큰 장점이 있습니다. CO2과 반응하여 탄산염 광물로 전환시킵니다. 이 탄산염은 자연적으로 형성되며 현무암에서 흰 반점으로 발견 될 수 있습니다. 반응은 실험실 실험에서도 입증되었습니다.


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CO2을 물에 녹이기

첫 번째 테스트에서는 순수한 CO2을 사용하여 약 1,700 피트 깊이의 담수가 담긴 대수층을 두드린 기존 우물에 파이프를 통해 펌핑했습니다. 6 개월 후에 CO2와 황화수소의 혼합물을 발전소의 터빈에서 파이프로 주입했습니다. 별도의 파이프를 통해 우물에 물을 퍼 올렸습니다.

우물에서 우리는 물에 수족관의 버블 스톤 (bubble stone)과 비슷한 액체에 가스를 주입하는 스파이거 (sparger)를 통해 CO2을 출시했습니다. CO2은 깊이가 높은 고압 때문에 수분 내에 완전히 용해되었습니다. 그 혼합물은 대수층에 들어갔다.

우리는 또한 주입 된 물과 CO2을 대수층에있는 것과 구분할 수 있도록하는 소량의 추적자 (가스 및 용해 된 물질)를 추가했습니다. CO2은 천천히 흐르는 지하수에 의해 물속에 용해되었다.

하류에는 CO2에 일어난 일을 파악하기 위해 샘플을 수집 할 수있는 모니터링 우물을 설치했습니다. 처음에는 CO2 및 추적기 중 일부가 통과하는 것을 보았습니다. 그러나 몇 달 후 추적기가 계속 도착했지만 주입 된 CO2은 거의 나타나지 않았습니다.

어디로 가고 있었습니까? 모니터링에 사용 된 펌프는 주기적으로 작동을 멈추었습니다. 우리가 펌프를 표면에 가져 왔을 때, 우리는 그것이 백색 결정으로 덮여 있음을 발견했습니다. 우리는 결정을 분석하고 그들이 우리가 추가 한 추적기의 일부를 포함하고있는 것을 발견했습니다. 무엇보다도 가장 탄산염 광물 인 것으로 나타났습니다! 우리는 CO2를 바위로 만들었습니다.

CO2은 물에 용해되어 대수층의 현무암과 반응했으며 CO95의 2 % 이상이 고체 탄산염 광물로 침전되었습니다. 그리고 2 년 이내에 예상보다 훨씬 빨리 일어났습니다.

co2 돌 6 12에이것은 CO2을 멀리 두는 가장 안전한 방법입니다. 이 물질을 물에 녹임으로써 CO2 가스가 암석의 균열을 통해 표면으로 버블 링되는 것을 이미 방지합니다. 마지막으로 자연 상태에서 움직이거나 분해 할 수없는 돌로 변환합니다.

이 접근법의 단점은 CO2과 함께 물을 주입해야한다는 것입니다. 그러나 미네랄 형태의 물에서 CO2을 매우 신속하게 제거하기 때문에이 물은 하류에서 밖으로 펌핑되어 주사 부위에서 재사용 될 수 있습니다.

다른 곳에서도 사용할 수 있습니까?

우리의 연구는 소규모의 시범 연구 였고, 이러한 반응이 미래에도 계속 될 것인지 아니면 표면 현무암 스톤의 모공과 균열이 결국 막히게되어 CO2를 탄산염으로 전환 할 수 없을지에 대한 의문이있었습니다.

우리 아이슬란드 지열 발전소 우리의 실험이 근처의 다른 위치를 사용하여 시작된 이후 몇 년 동안 여러 번 분사 된 가스의 양이 증가했습니다. 막힘이 발생하지 않았으며, 곧 거의 모든 폐가스를 현무암에 주입 할 계획입니다. 이 공정은 유독성 및 부식성 가스 인 황화수소가 대기로 유입되는 것을 막아 줄 것이며, 현재 황화 냄새가 특징이므로 발전소 근처에서 낮은 수준으로 감지 될 수 있습니다.

아이슬란드에서 발견 된 매우 반응성이 강한 암석은 지구상에서 흔히 볼 수 있습니다. 대륙의 10 퍼센트와 거의 모든 해양층은 현무암으로 이루어져 있습니다. 이 기술은 다른 말로하면 지열 발전소의 배출에 국한되지 않고 화석 연료 발전소와 같은 다른 CO2 공급원에도 사용될 수 있습니다.

이 프로세스의 상업적 실행 가능성은 여전히 ​​다른 위치에 확립되어야합니다. 탄소 광물 화는 발전소의 운영에 비용을 추가하기 때문에 탄소 포집의 어떤 형태와 마찬가지로이를 실현 가능하게하는 경제적 인센티브가 필요합니다.

사람들은 해안 근처에서 살기를 좋아하며 많은 발전소가 고객 가까이에 건설되었습니다. 아마도이 기술은 가까운 근해 현무암 지대의 해안 지역에 CO2 방출을 없애기 위해 사용될 수 있습니다. 물론 CO2과 함께 주입 할 물 부족은 없습니다.

우리가 기후 변화로 인한 피해를 과소 평가하여 향후 대기 CO2 수준을 낮추도록 강요한다면 대양에서 CO2를 포획하고 CO2을 현무암 구조물에 주입하기 위해 해상 플랫폼에서 풍력 또는 태양열 발전 장치를 사용할 수 있습니다 아래에.

아이슬란드에서 보여 지듯이 탄소 광물 화는 우리의 탄소 문제 해결의 일부가 될 수 있습니다.

대화저자에 관하여

황마 마틴Martin Stute, 컬럼비아 대학교 환경 과학 교수 하이델베르크 대학교 (University of Heidelberg)의 논문 연구 주제는 지하수 흐름의 역 동성과 고지 생물의 아카이브로서 지하수의 사용을 연구하기위한 새로운 추적 기술에 중점을 두었다.

이 기사는 원래에 게시되었습니다. 대화. 읽기 원래 기사.

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