Att vrida CO2 Into Stone

Testplatsen på Island där gaser från en geotermisk kraftverk pumpas under jord och omvandlas till mineraler genom att reagera med basaltsten. Juerg Matter, Författare tillhandahållen

Vi behöver allvarligt göra något med CO2-utsläpp. Förutom att flytta till förnybara energikällor och öka energieffektiviteten, måste vi börja lägga några CO2 bort innan den når atmosfären. Kanske kan effekterna av mänskligt inducerade klimatförändringar vara så allvarliga att vi kanske måste fånga CO2 från luften och omvandla den till användbara produkter som plastmaterial eller placera det på ett säkert sätt.

En grupp forskare från flera europeiska länder och USA, inklusive jag träffade mig i mitten på Island, för att ta reda på hur CO2 kunde sättas bort säkert - i marken. I en nyligen publicerad studie, vi visade att två år efter att CO2 injicerats under jorden på vår pilotprovplats på Island har nästan allt det omvandlats till mineraler.

mineralisering

Island är ett mycket grönt land; nästan all sin el kommer från förnybara källor inklusive geotermisk energi. Varmt vatten från stenar under ytan omvandlas till ånga som driver en turbin till generera elektricitet. Geotermiska kraftverk emitterar emellertid CO2 (mycket mindre än en jämförbar koleldad kraftverk), eftersom den heta ångan från djupa brunnar som driver turbinerna innehåller CO2 och ibland vätesulfid (H2S). De gaserna brukar bara släppas ut i luften.

Finns det någon annan plats vi kunde sätta dessa gaser i?

Konventionell kolsekventering deponerar CO2 i djupt saltvattensvatten eller i uttömda olje- och naturgasreservoarer. CO2 pumpas under mycket högt tryck i dessa formationer och eftersom de håller gaser och vätskor redan över miljontals år på plats, är sannolikheten för att CO2 läcker ut liten, så många studier har visat.

På ett ställe som Island med dess dagliga jordbävningar som spricker de vulkaniska stenarna (basalter), skulle detta tillvägagångssätt inte fungera. CO2 kan bubbla upp genom sprickor och läcka tillbaka till atmosfären.

Basalt har emellertid också en stor fördel: den reagerar med CO2 och omvandlar den till karbonatmineraler. Dessa karbonater bildas naturligt och kan hittas som vita fläckar i basalten. Reaktionerna har också visats i laboratorieförsök.

Upplösning av CO2 i vatten

För det första testet använde vi ren CO2 och pumpade den genom ett rör i en befintlig brunn som tappade en akvifer som innehåller färskvatten på ca 1,700 fötter på djupet. Sex månader senare injicerade vi en blandning av CO2 och vätesulfid som pipades in från kraftverkets turbiner. Genom ett separat rör pumpade vi också vatten i brunnen.

I brunnen släppte vi CO2 genom en sprutare - en anordning för att införa gaser i vätskor som liknar en bubbelsten i ett akvarium - i vatten. CO2 löstes helt inom några minuter i vattnet på grund av högtrycket vid djupet. Den blandningen gick sedan in i akvariet.

Vi lade också till små kvantiteter spårämnen (gaser och upplösta ämnen) som gör att vi kan differentiera det injicerade vattnet och CO2 från det som redan finns i akvariet. CO2 upplöst i vatten transporterades sedan bort genom det långsamt flytande grundvattnet.

Nedströms hade vi installerat övervakningsbrunnar som gjorde det möjligt för oss att samla prover för att ta reda på vad som hände med CO2. Ursprungligen såg vi några av CO2 och spårämnena genom. Efter några månader höll spårarna dock anländer men mycket lite av den injicerade CO2 visade sig.

Var var det på väg? Vår pump i övervakningen slutade fungera regelbundet och när vi tog den till ytan märkte vi att den var täckt av vita kristaller. Vi analyserade kristallerna och fann att de innehöll några av de spårämnen som vi hade lagt till och mest av allt visade de sig vara mestadels karbonatmineraler! Vi hade förvandlat CO2 till stenar.

CO2 upplöst i vatten hade reagerat med basaltet i akvariet och mer än 95-procenten av CO2 föll ut som fastkarbonatmineraler - och allt hände mycket snabbare än väntat på mindre än två år.

co2 till sten 6 12Det här är det säkraste sättet att ta bort CO2. Genom att lösa den i vatten förhindrar vi redan CO2 gas från att bubbla upp mot ytan genom sprickor i klipporna. Slutligen omvandlar vi den till sten som inte kan röra sig eller lösas under naturliga förhållanden.

En nackdel med detta tillvägagångssätt är att vatten måste injiceras tillsammans med CO2. På grund av den mycket snabba avlägsnandet av CO2 från vattnet i mineralform kan detta vatten pumpas tillbaka ur marken nedströms och återanvändas på injektionsstället.

Kommer det att fungera någon annanstans?

Vårt var en liten pilotstudie och frågan är huruvida dessa reaktioner skulle fortsätta in i framtiden, eller porer och sprickor i undergrundsbasaltstenen skulle så småningom täppa upp och inte längre kunna konvertera CO2 till karbonat.

Vår Island geotermisk kraftverk har ökat mängden gas som injicerats flera gånger under åren sedan vårt experiment startades med en annan närliggande plats. Ingen igensättning har hittats ännu, och planen är att snart injicera nästan alla avfallsgaser i basalten. Denna process kommer också att förhindra att den giftiga och frätande gasvätesulfiden kommer in i atmosfären, som för närvarande fortfarande kan detekteras vid låga nivåer nära kraftverket på grund av dess karakteristiska ruttna ägglukt.

De mycket reaktiva stenarna som finns på Island är ganska vanliga på jorden. ca 10 procent av kontinenterna och nästan alla havsgolv är gjorda av basalt. Denna teknik är med andra ord inte begränsad till utsläpp från geotermiska kraftverk, men kan också användas för andra CO2-källor, som fossila kraftverk.

Processens kommersiella lönsamhet behöver fortfarande etableras på olika platser. Kolmineralisering ger kostnader för en kraftverks verksamhet, så det behöver, liksom någon form av koldioxidavveckling, ett ekonomiskt incitament att göra det möjligt.

Folk gillar att bo nära kusterna, och många kraftverk har byggts nära sina kunder. Kanske kan denna teknik användas för att undanröja CO2-utsläpp i kustområden i närliggande offshore basaltformationer. Naturligtvis finns det ingen brist på vatten att co-injicera med CO2.

Om vi ​​tvingas sänka atmosfäriska CO2-nivåer i framtiden för att vi underskattar de skadliga effekterna av klimatförändringen kan vi kanske använda vind- eller soldrivna enheter på en havsplattform för att fånga CO2 från luften och sedan injicera CO2 i basaltformationer undertill.

Kolmineralisering, som visat på Island, kan vara en del av lösningen av vårt kolproblem.

AvlyssningenOm författaren

stute martinMartin Stute, professor i miljövetenskap, Columbia University. Hans ämnesforskningsämne vid Heidelbergs universitet fokuserade på nya spårtekniker för att studera dynamiken i grundvattenflödet och användningen av grundvatten som ett arkiv av paleoklimat.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

InnerSelf Market

amason


InnerSelf Market

amason


InnerSelf Market

amason

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

SENASTE FILMER

Den stora klimatmigrationen har börjat
Den stora klimatmigrationen har börjat
by super~~POS=TRUNC
Klimatkrisen tvingar tusentals runt om i världen att fly eftersom deras hem blir alltmer obeboeliga.
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
by Alan N Williams, et al
I den senaste rapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sägs att utan en väsentlig minskning ...
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
by Toby Tyrrell
Det tog evolution 3 eller 4 miljarder år att producera Homo sapiens. Om klimatet helt hade misslyckats bara en gång i det ...
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
by Brice Rea
Slutet av den sista istiden, för cirka 12,000 XNUMX år sedan, kännetecknades av en sista kall fas kallad Younger Dryas ...
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
by Frank Wesselingh och Matteo Lattuada
Tänk dig att du befinner dig vid kusten och tittar ut mot havet. Framför dig ligger 100 meter karg sand som ser ut som en ...
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på ...
Fem klimattroar: En kraschkurs i felaktig klimatinformation
De fem klimattroerna: en kraschkurs i felaktig klimatinformation
by John Cook
Den här videon är en kraschkurs i klimatinformation som sammanfattar de viktigaste argumenten som används för att tvivla på verkligheten ...
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
by Julie Brigham-Grette och Steve Petsch
Varje år krymper havsisskyddet i Arktiska havet till en låg punkt i mitten av september. I år mäter den bara 1.44 ...

SENASTE ARTIKLAR

grön energi2 3
Fyra gröna vätgasmöjligheter för Mellanvästern
by Christian Tae
För att avvärja en klimatkris kommer Mellanvästern, liksom resten av landet, att behöva göra koldioxidutsläpp till sin ekonomi helt genom att...
ug83qrfw
Stora hinder för att kräva svar måste upphöra
by John Moore, On Earth
Om federala tillsynsmyndigheter gör det rätta, kan elkunder i Mellanvästern snart kunna tjäna pengar medan...
träd att plantera för klimat2
Plantera dessa träd för att förbättra stadslivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastställer levande ekar och amerikanska plataner som mästare bland 17 "superträd" som kommer att hjälpa till att göra städer ...
norra havets botten
Varför vi måste förstå havsbottengeologin för att utnyttja vindarna
by Natasha Barlow, docent i kvartär miljöförändring, University of Leeds
För alla länder som är välsignade med enkel tillgång till det grunda och blåsiga Nordsjön kommer havsvind att vara nyckeln till att möta nätet...
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
En löpeld som brinner i het, torr bergskog svepte genom Gold Rush -staden Greenville, Kalifornien, den 4 augusti, ...
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
by Alvin Lin
Vid Leader's Climate Summit i april lovade Xi Jinping att Kina kommer att "strikt kontrollera koleldad kraft ...
Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Ett plan tappar röd brandskyddsmedel till en skogsbrand när brandmän parkerade längs en väg ser upp mot den orange himlen
Modellen förutspår 10-åriga skogsbrand, sedan gradvis nedgång
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den långsiktiga framtiden för skogsbränder förutsäger en första ungefär decennier lång utbrott av skogsbrandaktivitet, ...

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.