Оригинал материала
Из газа в мел
Американские геофизики хотят похоронить углекислоту под океанским дном
Захоронение излишков углекислого газа в последние годы стало модной проблемой. Ученые старательно бьются над тем, как забрать из атмосферы этот парниковый агент, провоцирующий, как считается, глобальное потепление, и размышляют, куда бы его можно было понадежнее спрятать. Обычно предлагается просто закачивать оксид углерода в подземные полости. Но в университете штата Колумбия предложили разработать технологию, при помощи которой углекислый газ под землей будет превращаться в твердый минерал, который может пролежать в глубине миллионы лет.То, что предлагает команда геофизиков из Колумбийского университета под руководством Дэвида Гольдберга, кажется несколько необычным и слишком сложным процессом. Они предлагают закачивать CO2 под океанское дно. Очень похожие проекты не только разработаны, но и уже действуют. Например, оксид углерода прячут в заполненных водой пластах горных пород на норвежских месторождениях природного газа "Сневит" и "Слейпнир". Но у существующих методик всегда есть один недостаток: неизвестно, насколько герметичны глубинные резервуары. А если где-то в толще породы есть прореха, то как ты глубоко ни запрячешь углекислый газ, рано или поздно он просочится обратно в атмосферу.
Американцы считают, что их технология надежнее. По их мнению, при определенных условиях можно сделать так, чтобы оксид углерода вступал в реакцию с горными породами. Но для этого нужно отправлять его очень глубоко -- под дно океанов, сложенное из базальта, который состоит из различных минералов, выброшенных из глубин нашей планеты во время древних извержений. По словам Гольдберга, пустоты, образовавшиеся в слоях базальта, "недооценивают". Под океанским дном существует множество готовых емкостей, куда можно прятать углекислый газ. Эти данные ученые получили после экспериментального бурения подводного плато Хуан-де-Фука в восточной части Тихого океана. Там потенциальные резервуары для парниковых газов находятся на глубине почти 3 км. Сверху базальт укрыт 200-метровым "одеялом" осадочных пород.
Если удастся загнать газ на такую глубину, он окажется под значительным давлением (около 300 атмосфер). Далее в исследовании команды из Колумбийского университета указывается, что оксиды кальция (в составе базальта их до 10%) вступают в реакцию со сжиженной окисью углерода, образуя обычный мел, известняк, состоящий в основном из карбоната кальция. А он соответственно является твердым веществом, которое со дна океана уже никуда не денется. Кроме того, тот углекислый газ, который не прореагирует с оксидами кальция, будет тяжелее воды, утверждает Дэвид Гольдберг, поэтому подняться на поверхность не сможет. Плюс к этому дополнительной преградой для CO2 станет пласт осадочных пород, покрывающий океаническое ложе.
Внешне технология выглядит весьма многообещающе: если описанная химическая реакция сработает, то базальтовых формаций на дне океанов хватит на любое количество углекислого газа, выброшенного человечеством при сжигании топлива. Технологии подводного бурения тоже в принципе не бог весть какая сложность, доставать, скажем, углеводороды с континентального шельфа инженеры научились десятки лет назад. Осталось только разработать эффективную технологию улавливания углекислого газа, например собирать его на электростанциях, как одном из самых существенных источников выбросов углекислоты в атмосферу. Затем по трубам отправлять отловленный газ на морскую буровую платформу. Оттуда уже CO2 будет закачиваться в скважину на трехкилометровую глубину, где, как утверждается, постепенно откладывается в виде обычного известняка. Осталось только понять, сколько весь этот инженерный шедевр будет стоить. Скорее всего немало.
Начать с того, что то самое плато Хуан-де-Фука, где бурили американские геофизики, располагается в сотне миль от побережья. Значит, в данном случае именно на такое расстояние придется проложить трубопровод. Это не "Северный поток", конечно, но тоже недешево, и наверняка для полноценной утилизации выбросов таких "углекислотопроводов" потребуется не один десяток. Да еще далеко не все электростанции и заводы, отдающие в атмосферу CO2, расположены вблизи океанов. Значит, промышленным странам придется покрыть континенты еще одной сетью труб (современные технологии обычно предполагают, что парниковые газы закачиваются под землю там же, где и вырабатываются). И бурить скважину надо будет все же не на шельфе, где до дна несколько десятков, максимум сотен метров, а на большой глубине, что сильно удорожает процесс.
Фактически предлагается создать мощнейшую промышленную инфраструктуру по подводному захоронению углекислоты, что, возможно, будет стоить не меньше, чем нынешняя индустрия по добыче, доставке и переработке углеводородного топлива. Никакого коммерческого смысла закачка окиси углерода под землю не имеет (не известняк же с океанского дна доставать, его и на суше хватает), так что финансировать такие проекты придется из внешних источников, что непременно повысит стоимость углеродной энергетики как таковой. В противном же случае подобные проекты скорее всего останутся такими же "экспериментальными", "демонстрационными" и "пробными", как и другие менее затратные опыты по захоронению лишней углекислоты.
Впрочем, не обязательно закачивать CO2 именно под воду, базальта хватает и на суше. Так, другой проект Колумбийского университета (тоже опытный) предполагает создание системы нейтрализации углекислоты на геотермальной электростанции Хеллисхейти в вулканической Исландии. Тут, правда, оксид углерода имеет совершенно естественное происхождение и выбрасывается из глубин нашей планеты вместе с горячими газами и водой. Но тем не менее при выработке 1 кВт ч энергии в воздух попадает 20--40 г CO2. Количество с точки зрения энергетики просто смешное, даже при сжигании природного газа на киловатт-час приходится около 600 г углекислоты, а угольные электростанции выбрасывают около 950 г CO2 на киловатт-час. Но и малое количество геотермальной окиси углерода модно прятать, благо базальта в Исландии хватает: по сути, остров представляет собой огромный кусок лавы, вытекшей из недр за миллионы лет вулканической деятельности.