De pleidooi voor het afvangen en opslaan van koolstof - een veelbelovende methode om broeikasgassen te verminderen - kreeg onlangs een boost van een onderzoek van Princeton University dat aangaf dat de procedure niet gevoelig zou zijn voor significante lekkage of hoge kosten in verband met het repareren van lekken.

In een paper gepubliceerd op 26 juli in het tijdschrift Klimaatverandering , de onderzoekers concludeerden dat lekkageniveaus gebaseerd op simulaties op hypothetische ondergrondse opslaglocaties voor koolstofdioxide, zelfs in het ergste geval, zou de kosten van de technologie niet onbetaalbaar maken in het wereldwijde energiesysteem.

Bij het afvangen en opslaan van koolstof, kooldioxidegas, die vrijkomt bij het verbranden van olie en gas, wordt opgevangen bij een bron zoals een elektriciteitscentrale. Het gas wordt samengeperst tot een dichte vloeistof en een kilometer of meer onder het landoppervlak geïnjecteerd voor permanente opslag. Hoewel de technologie nog niet op grote schaal wordt toegepast, voorstanders zijn van mening dat het een veelbelovende strategie is voor het tegengaan van klimaatverandering, terwijl fossiele brandstoffen nog steeds worden gebruikt. Een hoofdzorg, echter, is of het gas zou kunnen lekken en terugkeren naar de atmosfeer.

Om tot hun conclusie te komen, de onderzoekers simuleerden wiskundig de geofysische effecten van koolstofopslag, waaronder projecties van lekken, in combinatie met de economische impact van het stoppen van lekken en het betalen van bijbehorende boetes en boetes.

Hang deng, een voormalig doctoraatsstudent aan Princeton en de hoofdauteur van de paper, legde uit dat het afvangen en opslaan van koolstof al jaren wordt onderzocht, met veel onderzoeken die zich richten op de werkzaamheid van het proces en het potentieel voor lekkage. Maar het Princeton-team wilde zowel het niveau van lekkage als de economische implicaties van ontsnappende gassen begrijpen.

"Die link was er eerder niet, en dat is echt wat onze studie heeft gemotiveerd, " zei Deng, die in 2015 afstudeerde en nu een postdoctoraal onderzoeker is aan het Lawrence Berkeley National Laboratory. "Ik denk dat dit echt de eerste poging is om deze link te maken en de wetenschappelijke bevindingen (met betrekking tot geologische CO2-opslag) te gebruiken om de wereldwijde inspanningen voor het verminderen van klimaatverandering te informeren."

Catharina Pieters, een auteur en voorzitter van Princeton's Department of Civil and Environmental Engineering, zeiden dat de onderzoekers twee vragen wilden beantwoorden:zou de technologie leiden tot significante lekken, en zouden de lekken een economische impact hebben op de commerciële acceptatie van de technologie? Het antwoord op beide, ze zei, geen.

"Voorafgaand aan dit onderzoek die vraag was niet beantwoord, ' zei Pieters.

Het onderzoek is gedaan met modellering op basis van zowel de geofysische aspecten van koolstofafvang en -opslag, zoals stroming door ondergrondse geologische formaties, en economische modellering van de wereldwijde energiemarkt, met behulp van een geïntegreerd beoordelingsmodel.

"We hebben de meest worstcasescenario's bestudeerd, Peters zei. "En zelfs met de extreme worstcasescenario's, we ontdekten nog steeds dat de CO2 op betrouwbare wijze onder de grond wordt vastgehouden als je het daar neerzet."

Deng zei dat er verschillende soorten effecten waren die werden gekwantificeerd. Deze omvatten grondwaterverontreiniging en ontsnappen naar de atmosfeer. Een ander voorbeeld was de mogelijkheid dat uitgelekt CO2 kan interfereren met ondergrondse operaties zoals aardgasopslag. Bij het modelleren, echter, de in geld uitgedrukte risico's van die effecten waren verwaarloosbaar.

Die bevinding is van groot belang voor de toekomst van de mitigatie van klimaatverandering, zei Pieters. "Al meer dan een decennium mensen hebben gewezen op lekkage als een potentiële barrière voor wijdverbreide invoering van koolstofafvang en -opslag, " ze zei.

Dengs onderzoek was ook in andere opzichten uniek.

"In Princeton, we geven studenten een unieke kans om onderzoek te doen dat verschillende velden combineert, Peters zei. "Dit is een ongebruikelijke studie in die zin dat we een geofysisch model en een economisch model samen hebben."

Dat interdisciplinair werk wordt aangemoedigd door Princeton's Program in Science, Technologie en Milieubeleid (STEP), die is gevestigd in de Woodrow Wilson School of Public and International Affairs.

deng, die een competitieve STEP-beurs kreeg, koos ervoor om met Peters te werken aan de engineering en geofysische modellering en met Michael Oppenheimer, de Albert G. Milbank Professor of Geosciences and International Affairs en het Princeton Environmental Institute, over de economische modellering en de beleidsanalyse.

"Het is vanwege die gemeenschap en deze vindingrijke, ijverige student dat we met deze unieke bevinding op de proppen konden komen, want als je het een of het ander had gestudeerd, we zouden niet hebben geleerd wat we hebben geleerd, ' zei Pieters.

Dit type onderzoek in meerdere disciplines wordt steeds belangrijker als het gaat om het oplossen van netelige kwesties zoals klimaatverandering, zei Pieters.