Een reeks technologieën die naar verwachting over vier jaar de eerste resultaten zullen opleveren, is ontworpen om een ​​van 's werelds grootste uitdagingen op het gebied van olie- en gasexploratie op te lossen:kooldioxide (CO ₂ ) en methaan (CH ₄ ) emissie in de atmosfeer.

de innovatie, het resultaat van een in 2018 gedeponeerd octrooi, bestaat uit het injecteren van de CO ₂ en CH ₄ dat komt uit putten tijdens de oliewinning in zoutcavernes als een manier om de hoeveelheid koolstofgas in de emissies te verminderen.

De eerste "pilotcaverne" is mogelijk klaar in 2022 en is het resultaat van studies uitgevoerd door het Research Center for Gas Innovation (RCGI), opgericht door FAPESP en Shell, hoofdkantoor aan de Polytechnische School van de Universiteit van São Paulo (Poli-USP). De RCGI is een van de Engineering Research Centres (ERC) die worden gefinancierd door de São Paulo Research Foundation-FAPESP in samenwerking met bedrijven.

"Dit is een concept dat bekend staat als Carbon Capture Storage (CCS). In dit geval de CO ₂ wordt opgeslagen in grote cavernes in de zoutlaag zelf. Dit is misschien wel een van de beste manieren om tijdens het productieproces schone energie uit een fossiele brandstof te halen, " zei Julio Meneghini, een professor bij Poli-USP en RCGI-coördinator.

Meneghini was een van de sprekers op de eerste dag van de sessies tijdens FAPESP Week London, vindt plaats van 11-12 februari in Londen, 2019.

De plaats van de grot waarin de eerste tests zullen worden uitgevoerd, is nog niet bepaald, maar zal naar verwachting in een van de gebieden zijn met pre-salt olievelden. Tijdens deze beginfase wordt het zal waarschijnlijk half zo groot zijn als de cavernes die zullen worden gebruikt wanneer de technologie op volle capaciteit werkt:450 meter hoog en 150 meter breed.

Volgens Meneghini, Brazilië zal de eerste plaats ter wereld zijn die dit concept gebruikt, en het model zou naar andere landen kunnen worden geëxporteerd. Naast het opslaan van CO ₂ , de caverne kan ook methaan opslaan en de twee gassen scheiden met behulp van zwaartekracht. sinds CH ₄ , ook wel aardgas genoemd, heeft een lagere dichtheid, het zal in het bovenste deel van de grot blijven voor mogelijk later gebruik. De kooldioxide blijft in het onderste gedeelte.

De onderzoeker verwacht dat in ieder geval de eerste caverneconstructietests in 2022 zullen plaatsvinden. Het meest optimistische scenario voorziet dat 2022 het jaar zal zijn waarin de caverne operationeel wordt.

Afvang van koolstofgas

"Wat nieuw is, is niet alleen de grot, maar de verschillende innovaties die ermee gepaard gaan, zoals supersonische gasafscheiders, compressoren ontworpen om de topologie te optimaliseren, en grafeen nanobuismembranen die worden gebruikt om de gassen te scheiden, " zei de onderzoeker.

De nieuwe CO ₂ compressoren zijn essentieel voor het functioneren van het project, gezien de extreme druk die daar wordt aangetroffen. Vanaf de waterlijn zelf, de afstand van het oppervlak tot de zeebodem is 2, 000 tot 3, 000 meter diep. Dat en andere variabelen laten gas in wat bekend staat als de superkritische toestand.

"Het heeft de dichtheid van een vloeistof en de viscositeit van een gas. Daarom is een compressor die is ontworpen voor die specifieke situatie is noodzakelijk. We hebben een nieuwe methodologie ontwikkeld die erin bestaat de compressor precies te optimaliseren voor de omstandigheden van de superkritische vloeistof, ' vertelde Meneghini.

Een andere technologie die verband houdt met de kooldioxidecavernes zijn de gasafscheiders. Mede door de pre-zout omstandigheden, voor elke samenstelling van het mengsel van CO . worden zogenaamde supersonische scheiders met variabele geometrie ontwikkeld ₂ en methaan.

Daarnaast, Ook worden grafeen nanobuismembranen ontwikkeld om de gassen te scheiden met zo min mogelijk energieverlies.

Koolstofgasafvang kan ook optreden tijdens de productie van ethanol. "Het opgevangen gas kan worden opgeslagen of gebruikt in de voedingsindustrie, bij de productie van koolzuurhoudende dranken zoals frisdrank. Door dit te doen, negatieve emissiewaarden kunnen worden verkregen, " zei Meneghini, die vertelde dat de experimenten nog steeds op kleine schaal worden uitgevoerd.

De technologieën komen op in een context van toenemende vraag naar energie per hoofd van de bevolking over de hele wereld en de noodzaak om emissies te verminderen in het licht van de wereldwijde klimaatverandering.