Trwają badania nad optymalnym wykorzystaniem procesu przechowywania CO2

Trwają badania nad optymalnym wykorzystaniem procesu przechowywania CO2

Sekwestracja i przechowywanie dwutlenku węgla w podziemnych warstwach geologicznych coraz częściej brane są pod uwagę jako jedna z realnych metod poprawy stanu środowiska naturalnego na Ziemi. Stąd też coraz więcej badań nad tą innowacyjną technologią.

Ostanie osiągnięcia w tej dziedzinie to m.in. prace holenderskiego naukowca Saikata Mazumdera dotyczące optymalizacji procesu rozmieszczania CO2 w złożach węgla w celu pozyskania metanu. Angielska nazwa procesu to Enhanced Coal Bed Methane process (ECBM). Proces umożliwia pozyskanie ok. 80% metanu znajdującego się w pokładach węgla, co stanowi znaczący krok naprzód w porównaniu stosowaną do tej pory metodą CBM, która umożliwia wydobycie ok. 40% metanu. Niewątpliwą zaletą ECBM jest fakt, że w procesie wykorzystywany jest dwutlenek węgla. Dzięki temu nie jest on wyłącznie składowany w pokładach węgla, lecz również umożliwia pozyskiwanie metanu.

Istotne z punktu widzenia dalszego usprawnienia procesu ECBM jest lepsze zrozumienie właściwości węgla, a konkretnie jak węgiel zatrzymuje i przechowuje niektóre rodzaje cieczy i gazów jednocześnie umożliwiając innym przenikanie. Wiadomo, że odpowiedzialne za to są pęknięcia na powierzchni węgla. Aby lepiej zrozumieć charakterystykę tych pęknięć Mazumder opracował metodę pomiarów wykorzystującą tomografię komputerową.

Badania holenderskiego badacza doprowadziły go również do wniosku, że węgiel doskonale nadaje się do filtrowania CO2 znajdującego się w spalinach. W tym zakresie badał poziom absorpcji w przypadku jednorodnego gazu, jakim jest CO2, i wieloskładnikowego, jakim są spaliny. W obu przypadkach CO2 był łatwo absorbowany przez węgiel, a metan uwalniany. Ilość uwalnianego z węgla metanu może się zmieniać wraz z upływem czasu. Mazumder opracował również dwie metody badawcze pozwalające na lepsze zrozumienie tej zależności, które zastosowane razem mogą dać rzetelne rezultaty.

Badania pokazały, że znaczne ilości CO2 mogą zostać usunięte ze spalin poprzez umożliwienie adsorpcji, czyli wiązania się cząsteczek CO2 z węglem, pod wysokim ciśnieniem. Według Mazumdera oznacza to, że wstrzykiwanie gazów spalinowych do pokładów węgla może zostać wykorzystane do odseparowywania CO2 na skalę przemysłową, a następnie jego przechowywania.

Mazumder prowadził również badania nad zmniejszaniem się porowatości i przepuszczalności węgla jako konsekwencji zwiększania się objętości węgla pod wpływem wstrzykiwania CO2. Wyniki tych badań doprowadziły go do przekonania, że zmniejszona przepuszczalność węgla może zwiększyć ryzyko wystąpienia poważnych problemów podczas wstrzykiwania w obrębie odwiertu, do którego CO2 jest wstrzykiwany.

(au)