Kami serius perlu melakukan sesuatu mengenai pelepasan CO2. Selain beralih kepada sumber tenaga boleh diperbaharui dan meningkatkan kecekapan tenaga, kita perlu memulakan beberapa CO2 sebelum mencapai suasana. Mungkin kesan perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia akan sangat teruk sehingga kita mungkin perlu menangkap CO2 dari udara dan mengubahnya menjadi produk yang berguna seperti bahan plastik atau meletakkannya di tempat yang selamat.

Sekumpulan saintis dari beberapa negara Eropah dan Amerika Syarikat termasuk saya bertemu di pertengahan, di Iceland, untuk memikirkan bagaimana CO2 dapat dibuang dengan selamat - di lapangan. Dalam baru-baru ini kajian yang diterbitkan, kami menunjukkan bahawa dua tahun selepas menyuntik bawah tanah CO2 di tapak ujian perintis kami di Iceland, hampir semuanya telah diubah menjadi mineral.

Pengintegrasian

Iceland adalah negara yang sangat hijau; hampir semua elektriknya berasal dari sumber yang boleh diperbaharui termasuk tenaga geoterma. Air panas dari bebatuan di bawah permukaan ditukar menjadi stim yang mendorong turbin ke menjana elektrik. Walau bagaimanapun, loji kuasa panas bumi di sana mengeluarkan CO2 (lebih kurang daripada loji janakuasa arang batu yang sebanding) kerana wap panas dari telaga dalam yang menjalankan turbin juga mengandungi CO2 dan kadang-kadang hidrogen sulfida (H2S). Gas-gas tersebut biasanya dilepaskan ke udara.

Adakah terdapat tempat lain yang kami boleh meletakkan gas ini?

Konvensional penyerapan karbon deposit CO2 ke dalam akuifer salin dalam atau ke dalam takungan minyak dan gas asli. CO2 dipam di bawah tekanan yang sangat tinggi ke dalam pembentukan ini dan, memandangkan ia memegang gas dan cecair yang sudah berjuta-juta tahun di tempat, kebarangkalian CO2 yang bocor adalah minuscule, seperti banyak kajian telah menunjukkan.

Di tempat seperti Iceland dengan gempa bumi setiap hari yang menghancurkan batu gunung berapi (basalt), pendekatan ini tidak akan berfungsi. CO2 boleh membakar melalui retak dan bocor kembali ke atmosfera.

Walau bagaimanapun, basalt juga mempunyai kelebihan yang besar: ia bertindak balas dengan CO2 dan mengubahnya menjadi mineral karbonat. Karbonat ini membentuk secara semulajadi dan boleh didapati sebagai bintik-bintik putih di dalam basalt. Reaksi juga telah ditunjukkan dalam eksperimen makmal.

Larutan CO2 dalam air

Untuk ujian pertama, kami menggunakan CO2 tulen dan mengepamnya melalui paip ke dalam telaga sedia ada yang mengetuk akuifer yang mengandungi air tawar pada kedalaman 1,700. Enam bulan kemudian, kami menyuntikkan campuran CO2 dan hidrogen sulfida yang dipancarkan dari turbin loji janakuasa. Melalui paip berasingan kami juga mengepam air ke dalam telaga.

Di dalam sumur, kami melepaskan CO2 melalui pencetus - alat untuk memperkenalkan gas menjadi cecair yang serupa dengan batu gelembung dalam akuarium - ke dalam air. CO2 dibubarkan sepenuhnya dalam masa beberapa minit di dalam air kerana tekanan tinggi pada kedalaman. Campuran itu memasuki akuifer.

Kami juga menambah kuantiti pengesan kecil (gas dan bahan terlarut) yang membolehkan kita membezakan air yang disuntik dan CO2 dari apa yang telah ada dalam akuifer. CO2 dibubarkan di dalam air kemudian dibawa oleh air bawah tanah yang perlahan.

Hiliran, kami telah memasang telaga pemantauan yang membolehkan kami mengumpulkan sampel untuk mengetahui apa yang terjadi pada CO2. Pada mulanya, kami melihat beberapa CO2 dan pengesan yang berlaku. Selepas beberapa bulan, bagaimanapun, tracers terus datang tetapi sangat sedikit CO2 disuntik muncul.

Di mana ia pergi? Pam kami dalam pemantauan juga berhenti bekerja secara berkala, dan apabila kami membawanya ke permukaan, kami mendapati bahawa ia telah ditutup oleh kristal putih. Kami menganalisis kristal dan mendapati mereka mengandungi beberapa pengesan yang telah kami tambah dan, yang terbaik, mereka ternyata kebanyakan mineral karbonat! Kami telah menjadikan CO2 menjadi batu.

CO2 yang dibubarkan di dalam air telah bertindak balas dengan basalt dalam akuifer dan lebih daripada 95 peratus daripada CO2 yang dicetuskan sebagai mineral karbonat pepejal - dan semuanya berlaku lebih cepat daripada jangkaan, dalam masa kurang dari dua tahun.

Ini adalah cara paling selamat untuk meletakkan CO2. Dengan membubarkannya di dalam air, kami telah menghalang gas CO2 daripada menggelegak ke permukaan melalui retakan di dalam batu. Akhirnya, kita mengubahnya menjadi batu yang tidak dapat bergerak atau dibubarkan di bawah keadaan semula jadi.

Satu kelemahan pendekatan ini ialah air perlu disuntik di samping CO2. Walau bagaimanapun, disebabkan penyingkiran CO2 yang sangat pantas dari air dalam bentuk mineral, air ini boleh dipam kembali ke tanah hilir dan digunakan semula di tapak suntikan.

Adakah ia berfungsi di tempat lain?

Kami adalah kajian perintis kecil, dan persoalan sama ada tindak balas ini akan berterusan ke masa depan atau liang dan retakan di batu basalt bawah permukaan akhirnya akan tersumbat dan tidak lagi dapat menukar CO2 menjadi karbonat.

Iceland kami kilang kuasa geoterma telah meningkatkan jumlah gas yang disuntik beberapa kali pada tahun-tahun sejak eksperimen kami mula menggunakan lokasi yang berdekatan. Tiada penyumbatan telah dijumpai, dan pelan itu akan menyuntik hampir semua gas buangan ke dalam basalt. Proses ini juga akan menghalang hidrogen sulfida gas toksik dan menghakis dari masuk ke atmosfera, yang pada masa ini masih boleh dikesan pada tahap rendah berhampiran loji kuasa kerana bau telur busuknya yang khas.

Batu-batu yang sangat reaktif yang terdapat di Iceland agak biasa di Bumi; kira-kira 10 peratus benua dan hampir semua lantai lautan diperbuat daripada basalt. Teknologi ini, dengan kata lain, tidak terhad kepada pelepasan dari loji janakuasa panas bumi tetapi juga boleh digunakan untuk sumber CO2 yang lain, seperti loji janakuasa bahan api fosil.

Daya maju komersial dalam proses masih perlu ditubuhkan di lokasi yang berbeza. Mineralisasi karbon menambah kos ke operasi loji janakuasa, jadi ini, seperti apa-apa bentuk penyerapan karbon, memerlukan insentif ekonomi untuk menjadikannya layak.

Orang suka tinggal berhampiran pantai, dan banyak loji kuasa telah dibina berhampiran pelanggan mereka. Mungkin teknologi ini boleh digunakan untuk menghilangkan pelepasan CO2 di kawasan pesisiran pantai di formasi basalt luar pantai yang berhampiran. Sudah tentu, tidak ada kekurangan air untuk menyuntik dengan CO2.

Jika kita terpaksa menurunkan paras CO2 atmosfera pada masa akan datang kerana kita memandang rendah kesan kerosakan perubahan iklim, kita mungkin boleh menggunakan angin atau peranti berkuasa solar di platform lautan untuk menangkap CO2 dari udara dan kemudian menyuntik CO2 ke dalam formasi basalt di bawah.

Penjanaan karbon karbon, seperti yang ditunjukkan di Iceland, boleh menjadi sebahagian daripada penyelesaian masalah karbon kita.

Tentang Pengarang

Martin Stute, Profesor Sains Alam Sekitar, Universiti Columbia. Topik penyelidikan tesisnya di University of Heidelberg difokuskan pada teknik pengesan novel untuk mengkaji dinamika aliran air tanah, dan penggunaan air bawah tanah sebagai arkib paleoclimate.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at

Terima kasih kerana melawat InnerSelf.com, mana ada 20,000 + rencana mengubah hidup yang mempromosikan "Sikap Baharu dan Kemungkinan Baharu." Semua artikel diterjemahkan ke dalam 30+ bahasa. Langgan kepada Majalah InnerSelf, diterbitkan setiap minggu, dan Inspirasi Harian Marie T Russell. lahirnya Magazine telah diterbitkan sejak tahun 1985.