Исследования показывают, что углекислый газ может храниться под дном океана

 


Профессор Правин Линга (слева) и его команда NUS продемонстрировали первые в истории экспериментальные доказательства стабильности гидратов CO2 в океанических отложениях. фото: Национальный университет Сингапура


Изменение климата является одной из самых насущных проблем, стоящих перед человечеством. Для борьбы с его потенциально катастрофическими последствиями ученые ищут новые технологии, которые могли бы помочь миру достичь углеродной нейтральности.


Одним из потенциальных решений, которое привлекает все большее внимание, является улавливание и хранение выбросов углекислого газа (CO2) в виде гидратов под донными отложениями океана, удерживаемых естественным давлением, создаваемым весом морской воды выше. Однако главный вопрос заключается в том, насколько стабильным будет этот хранящийся CO2 в течение длительных периодов хранения, необходимых для удержания углерода на месте и вне атмосферы.


Теперь исследователи из Департамента химической и биомолекулярной инженерии Национального университета Сингапура продемонстрировали первые в истории экспериментальные доказательства стабильности гидратов CO2 в океанических отложениях-важный шаг в превращении этой технологии хранения углерода в жизнеспособную реальность.


"Это первое в своем роде экспериментальное доказательство того, что мы надеемся стимулировать дальнейшую деятельность по развитию этой технологии", - сказал профессор Правин Линга, ведущий исследователь исследования. Результаты команды—часть проекта, финансируемого через Сингапурский энергетический центр—были впервые опубликованы в научном журнале Chemical Engineering Journal.


Используя специально разработанный лабораторный реактор, команда NUS показала, что гидраты CO2 могут оставаться стабильными в океанических отложениях в течение периода до 30 дней. В будущем, по словам команды, тот же процесс может быть использован для проверки стабильности гидратов CO2 в течение гораздо более длительных периодов.


В ловушке в ледяных веществах


При низкой температуре и в условиях высокого давления, создаваемых океаном, CO2 может быть захвачен в молекулах воды, образуя ледяное вещество. Эти гидраты CO2 образуются при температуре чуть выше точки замерзания воды и могут хранить до 184 кубических метров CO2 в одном кубическом метре гидратов.


Наличие огромных объемов гидратов метана в аналогичных местах по всему миру и их безопасное существование представляет собой естественную аналогию в поддержку убеждения, что гидраты CO2 останутся стабильными и безопасными, если будут храниться в глубоководных океанических отложениях.


Исследовательская группа говорит, что эта технология может в конечном итоге превратиться в процесс коммерческого масштаба, позволяющий таким странам, как Сингапур, эффективно секвестрировать более двух миллионов тонн CO2 в год в виде гидратов для достижения целей сокращения выбросов.


Условия дна океана


Работая со специально разработанным оборудованием, профессор Линга и его команда воссоздали условия глубокого дна океана, где температура колеблется от 2°C до 6°C, а давление в 100 раз выше, чем то, что мы испытываем на уровне моря. Создание макромасштабного реактора, который мог бы поддерживать такие условия, было сложной задачей и является одной из причин, по которой эксперименты по проверке стабильности гидратов CO2 ранее были невозможны. Команда NUS преодолела эту проблему, используя собственный сосуд под давлением, облицованный слоем кварцевого песка, который имитировал океанские отложения.


Команда смогла сформировать твердые гидраты сверху и внутри слоя кварцевого песка и перевела сосуд под давлением, чтобы имитировать океанические условия, чтобы наблюдать стабильность образовавшихся твердых гидратов CO2 в осадках. В условиях давления гидраты наблюдались в течение 14-30 дней и показали высокую степень стабильности.


Эта гидратная технология позволит странам изолировать большие объемы выбросов углерода в глубоководных геологических формациях в дополнение к тому, как он в настоящее время хранится в истощенных запасах нефти и газа и соленых водоносных пластах. Для таких стран, как Сингапур, который поставил цель стать углеродно-нейтральным к 2050 году, технология может стать важным инструментом сокращения выбросов CO2.


"Чтобы достичь целей углеродной нейтральности, мы должны рассмотреть новые варианты, которые обеспечивают масштаб и скорость секвестра CO2. Глубоководная секвестрация в осадках в виде гидратов CO2 является многообещающим решением",-сказал профессор Линга.


Следующим шагом для команды будет увеличение объема и сроков эксперимента.


"С экспериментальной точки зрения мы планируем увеличить масштаб в 10 раз вместе с дальнейшими инновациями для разработки поддающихся количественной оценке инструментов и методов для этой технологии", - сказал профессор Линга. Двигаясь вперед, по его словам, команда стремилась в ближайшее время продемонстрировать шестимесячную стабильность гидратов CO2.


Недавно объявленное финансирование команды в рамках Инициативы по финансированию исследований в области низкоуглеродной энергетики от правительства Сингапура для разработки передовых решений в области низкоуглеродной энергетики в значительной степени поддержит развитие этой технологии хранения. С запланированными будущими экспериментами команда надеется разработать и проверить модели, которые могут предсказать стабильность гидратов CO2 на тысячи лет вперед.


Источник.












Обсудить:

0 comments:

Всегда рады услышать ваше мнение!