Het idee is simpel:CO opvangen en concentreren ₂ voordat het in de lucht komt en sla het diep onder de grond op waar het niet kan ontsnappen. In plaats van toe te voegen aan de klimaatcrisis, afvang en opslag van koolstof kunnen energiecentrales en fabrieken in CO . veranderen ₂ -zuigende kolossen, het vullen van ondergrondse reservoirs die anders fossiele brandstoffen of zout water bevatten.

's Werelds eerste toegewijde CCS-project, Sleipner (in de Noorse Noordzee), begonnen met het injecteren van CO ₂ in ondergrondse reservoirs in 1996. Sindsdien het heeft met succes meer dan 20 miljoen ton (Mt) opgeslagen. Dat klinkt misschien indrukwekkend, maar het is lang niet genoeg. Het Internationaal Energie Agentschap beveelt aan dat 21, 400 Mt CO ₂ tegen 2030 moeten worden opgevangen en opgeslagen om de opwarming van de aarde te beperken tot 2°C. Maar, tegen eind 2017, slechts 442 Mt was geïnjecteerd en opgeslagen.

Waarom is de wereld zo traag geweest met het adopteren van CCS? Een groot probleem zijn de initiële kosten die nodig zijn om vanginstallaties te bouwen. Deze zijn op korte termijn duur, maar veel goedkoper dan niets doen aan CO ₂ uitstoot op de lange termijn. Maar er zijn ook andere problemen. Als een CO ₂ opslagplaats de geïnjecteerde koolstof duizenden tot miljoenen jaren moet bevatten, maar een bedrijf dat die site exploiteert, bestaat pas een paar decennia, wie moet betalen om het te repareren als CO ₂ begint te lekken? En hoeveel verzekeringen moeten exploitanten betalen om de kosten van hypothetische toekomstige problemen te dekken?

Deze angst voor CO ₂ het lekken van opslag vertraagt ​​de voortgang bij het ontwikkelen van CCS op de benodigde schaal. Slechte rapportage van CCS-onderzoek, gecombineerd met een algemeen wantrouwen jegens de fossiele brandstofindustrie – en ook mensen die ten onrechte aannemen dat er een verband bestaat tussen CCS en fracking – lijkt veel mensen ervan te hebben overtuigd dat het risico van CO ₂ lekkage is groter dan het in werkelijkheid is.

Gelukkig, er zijn veel redenen waarom CO . wordt gesekwestreerd ₂ zal waarschijnlijk miljoenen jaren veilig onder de grond blijven. Veel hiervan is afhankelijk van natuurlijke processen die in CCS kunnen worden geoptimaliseerd door de juiste plaatsen en procedures te kiezen om CO . op te slaan ₂ .

1. Boots olie- en gasreservoirs na

Olie en gas zijn drijvende vloeistoffen. Ze bewegen omhoog door poreuze en doorlatende rotsen totdat ze een ondoordringbare rotslaag bereiken. Deze ondoordringbare laag is als een deksel op deze vloeistoffen, voorkomen dat ze naar buiten lekken. Hier, ze stapelen zich op in de onderliggende, poreuze reservoirrots, duizenden tot miljoenen jaren op zijn plaats gehouden door de bovenliggende, ondoordringbare afdichting (tenminste totdat een bedrijf in fossiele brandstoffen een put boort om ze te extraheren, dat is).

Dit proces, structurele trapping genoemd, is wat olie en aardgas ondergronds houdt - en het kan hetzelfde doen voor opgeslagen CO ₂ . Een goede CO ₂ opslagreservoir zal meerdere lagen hebben tussen het reservoir en het oppervlak dat CO ₂ kan niet doordringen.

Maar wat als deze ondoordringbare laag wordt doorgesneden door een fout, of een oude put die niet goed is afgesloten? Goede regelgeving is de eerste verdedigingslinie, maar ook als er fouten worden gemaakt en de CO ₂ vindt wel een uitweg, er zijn andere mechanismen die ervoor zorgen dat de overgrote meerderheid onder de grond vastzit.

2. Vang microscopische CO ₂ bubbels in porieruimtes

Een spons in water dompelen, je merkt misschien dat het niet uitmaakt hoe lang het onder water staat, er zitten nog luchtbellen in de spons. Dit proces wordt residuele trapping genoemd. Het gebeurt wanneer gassen zich vermengen met water in de porieruimten van rotsen en het erg moeilijk maken om al het gas te verwijderen. Wanneer CO ₂ wordt geïnjecteerd, het vermengt zich met het zoute water dat zich al in de poriën van het reservoir bevindt, en een deel ervan zal vast komen te zitten als microscopisch kleine belletjes.

Experimenten op rotsen die typerend zijn voor opslagreservoirs suggereren dat tussen 12 en 92% van de geïnjecteerde CO ₂ door dit proces kan worden geïmmobiliseerd.

3. Los CO . op ₂ in ondergrondse pekel

CO ₂ is oplosbaar in water, en de poriën van ondergrondse rotsen zijn gevuld met zout water. Wanneer CO ₂ wordt geïnjecteerd, het zal bijna onmiddellijk beginnen op te lossen in deze pekel. De koolstof uit opgeloste CO ₂ komt alleen vrij als de druk, temperatuur en chemische omstandigheden in het reservoir veranderen drastisch, wat zeer onwaarschijnlijk is ver onder de grond.

Nog beter, CO ₂ -verzadigde pekel is dichter dan gewone pekel, wat betekent dat het begint te zinken. Hierdoor wordt de koolstof niet alleen verder van de atmosfeer verwijderd, maar het verhoogt ook de menging van pekel in het reservoir, dus steeds meer CO ₂ kan na verloop van tijd oplossen.

Gedurende honderden tot duizenden jaren, de opgeloste koolstof zal reageren met metaalionen in de pekel en carbonaatmineralen gaan neerslaan, waardoor het nog moeilijker wordt om de koolstof als CO . vrij te geven ₂ . Dit is hetzelfde mechanisme dat het Carbfix-project in IJsland gebruikt om CO . af te vangen ₂ in basalt.

Het risico waard

Ongelukken kunnen en zullen gebeuren - CCS, zoals elke andere menselijke activiteit, carries a degree of risk. But we know for certain that if a site were to fail, far less CO ₂ would leak than was injected, because a lot of the CO ₂ becomes permanently trapped anyway. All of these natural trapping mechanisms ensure that the vast majority of the CO ₂ (up to 98%) will remain safely trapped below ground for 10, 000 jaar. Even in an unlikely, badly-regulated, worst-case scenario, at least 78% of the injected CO ₂ is likely to stay locked up.

The risks of CO ₂ leaking from storage should be weighed against the risks of not storing it at all. Momenteel, the alternative is to emit 100% of that CO ₂ naar de atmosfeer. For industries such as steel and cement manufacturing—essential ingredients for many renewable energy technologies—CCS is the only way to reduce CO ₂ emissions from many industrial plants. CCS can also help developing countries limit CO ₂ emissions while reducing energy poverty.

Maintaining atmospheric CO ₂ concentrations low enough to avoid catastrophic climate change will be incredibly difficult, and much more expensive, without CCS. We cannot afford to delay this important technology any longer.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.