ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΑΝΘΡΩΠΙΝΑ ΙΚΤΥΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΕΠΙΜΟΡΦΩΣΗΣ-Β ΚΥΚΛΟΣ» ΕΡΓΟ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΥΝΑΜΙΚΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΩΝ ΙΟΞΕΙ ΙΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΤΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ» Μέθοδοι γεωλογικής αποθήκευσης CO2 ρ. Ν. Κούκουζας Αθήνα, Ιούλιος 2008
Περιεχόµενα Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης / Συνέπειες της κλιµατικής αλλαγής Αναγκαιότητα των τεχνολογιών CCS Μεταφορά CO 2 Βασικές αρχές γεωλογικής αποθήκευσης CO 2 - Μηχανισµοί παγίδευσης CO 2 Κριτήρια επιλογής χώρων γεωλογικής αποθήκευσης CO 2 Μέθοδοι γεωλογικής αποθήκευσης CO 2 Κόστος υναµικό γεωλογικής αποθήκευσης CO 2 Συµπεράσµατα
Αύξηση της ατµοσφαιρικής θερµοκρασίας - Global warming προερχόµενη από την αύξηση των αερίων του θερµοκηπίου που προκαλούνται από τον άνθρωπο.
Αποτελέσµατα του φαινοµένου του θερµοκηπίου Γενική θερµοκρασιακή αύξηση Λιώσιµο των πάγων/παγετώνων Άνοδος της στάθµης της θάλασσας και πληµµύρες ακτών Αλλαγή του ph των ωκεανών και των οργανισµών που ζουν σε αυτούς Επηρεάζονται τα θαλάσσια ρεύµατα και το σχετιζόµενο µε αυτά κλίµα Τοπικοί σχηµατισµοί νεφών, επίδραση στις καιρικές συνθήκες Αλλαγή συνθηκών καθίζησης, πληµµύρες Σοβαρές µετεωρολογικές αλλαγές, έντονες καταιγίδες, ακραίες ξηρασίες
Αέριο Συγκέντρω ση στην ατµόσφαιρ α ιάρκεια παραµονής στην ατµόσφαιρα (έτη) Σχετική συνεισφορά στο φαινόµενο του θερµοκηπίου Κύρια προέλευση CO 2 370 ppm >100 1 Χρήση ορυκτών καυσίµων (>75%) Αποψίλωση δασών (20%) Χρήση ορυκτών καυσίµων (27%) CH 4 1,8 ppm 7-10 20/30 Καλλιέργεια (40%) Αποτέφρωση απορριµάτων (11%) Ενέργεια από καύσιµα (20%) Χηµική βιοµηχανία (15-40%) N 2 O 0,31 ppm 150 200 Βιοκαύσιµα (~20%) Επεξεργασία εδάφους, λιπάσµατα (20-40%) O 3 25 ppb 0,01/0,1 <2000 Έµµεσα από NOx, κινητές πηγές κλπ. FCHC s 0,5 ppb 60/ 100 10000/17000 Σπρέι, χηµικά H 2 O 2,6% <200
Συνεισφορά των διαφόρων ανθρωπογενών αερίων στο φαινόµενο του θερµοκηπίου Στοιχεία
Η µεγάλη αύξηση σε εκποµπές CO 2 προέρχεται από την παραγωγή ενέργειας και τις µεταφορές Στην Ευρώπη, ο τοµέας παραγωγής ενέργειας είναι υπεύθυνος για 80% των εκποµπών σε αέρια του θερµοκηπίου 93% των ευρωπαϊκών εκποµπών CO 2 million tonnes of CO 2 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 1990 2002 2010 2020 2030 Power Generation Other Transformation Industry Transport Other Sectors Source: IEA WEO 2004
Προβλέπεται αύξηση 60% στην κατανάλωση ενέργειας µέχρι το 2030 Παγκόσµια ενεργειακή ζήτηση Τα ορυκτά καύσιµα θα εξακολουθήσουν να είναι η κύρια πηγή ενέργειας και υπολογίζεται να συµβάλλουν κατά 90% στην αύξηση της ενεργειακής ζήτησης Source: IEA WEO 2004
20 000 Αύξηση των παγκόσµιων εκποµπών CO 2 κατά 60% µέχρι το 2030 16 000 Mt of CO2 12 000 8 000 4 000 0 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 OECD Transition economies Developing countries Source: IEA WEO 2004
Οι τεχνολογίες δέσµευσης και αποθήκευσης του CO 2 θα παίξει πολύ σηµαντικό ρόλο στη µείωση των εκποµπών των αερίων του θερµοκηπίου 150 Σύµφωνα µε αναλύσεις του ιεθνούς Οργανισµού Ενέργειας (IEA), µέχρι το 2050 οι CCS είναι δυνατόν να συµβάλει µε ποσοστό µεταξύ 20 και 28% στις παγκόσµια επιτεύξιµη περιστολή των εκποµπών CO2. Worldwide CO2 emissions (billion ton CO2/year) 125 100 75 50 25 0 Energy efficiency Renewable energy CO2 capture and storage Fossil fuels 2000 2025 2050 2075 2100 Year Source: GESTCO project, Hendriks, Ecofys
Πλεονεκτήµατα των CCS τεχνολογιών Συνεχιζόµενη και αειφόρο χρήση των διαθέσιµων ορυκτών ενεργειακών πόρων Επαρκές δυναµικό γεωλογικής αποθήκευσης Οι τεχνολογίες δέσµευσης εµπεριέχουν το µεγαλύτερο κόστος των CCS τεχνολογιών αλλά µέχρι το 2020 αναµένεται µείωση του κόστους κατά 50% ώστε να διευκολυνθεί η εµπορική αξιοποίησή σε ευρεία κλίµακα (ETP ZEP) Οι κίνδυνοι για την υγεία, την ασφάλεια και το περιβάλλον είναι ελάχιστοι και η ασφάλεια των τεχνολογιών θα αυξάνεται συνεχώς µε την υλοποίηση περισσότερων επιδεικτικών έργων Τεχνολογική επιλογή µετάβασης από παραγωγής ενέργειας µε βάση τα ορυκτά καύσιµα προς ανανεώσιµες ή χαµηλού άνθρακα ενεργειακές πηγές
έσµευση Μεταφορά Γεωλογική αποθήκευση
Bέλτιστη επιλογή, οι αγωγοί και τα πλοία ανάλογα µε: Tην απαιτούµενη ποσότητα CO2 προς µεταφορά Απόσταση µεταξύ πηγής και χώρου αποθήκευσης Ήκάθε συνδυασµός αγωγού/ πλοίου / οχήµατος / τρένου Γεωγραφία και γεωλογία της διαδροµής Υπάρχουσα/διαθέσιµη υποδοµή Κόστος
Μεταφορά CO2 Οι αγωγοί αποτελούν πιο εφικτή επιλογή για µεταφορά µεγάλων ποσοτήτων των CO2 Συνθήκες µεταφοράς: υψηλή πίεση (80-150 bar) για τη διασφάλιση της υπερκρίσιµης κατάστασης CO2 Εναλλακτικά: : Tankers (παρόµοια( για LNG/LPG), µόνο 4 υπάρχουν σε παγκόσµιο επίπεδο Συνθήκες µεταφοράς : υγροποιηµένο (14 to 17 bar, -25 to -30 C) Πλεονέκτηµα: ευελιξία, αποφυγή µεγάλων επενδύσεων Μειονέκτηµα: Υψηλό κόστος υγροποίησης και ανάγκη ενδιάµεσης αποθήκευσης. Ελκυστική επιλογή για µεγάλες αποστάσεις.
Προδιαγραφές µεταφερόµενου ρεύµατος CO2 (Η.Π.Α.) Υψηλή συγκέντρωση CO2 (>95%): Μη ύπαρξη υγρασίας για την πρόληψη διάβρωσης <500 ppm Περιορισµένη συγκέντρωση προσµίξεων (SO2, H2S, O2) για λόγους ασφαλείας Περιορισµένη συγκέντρωση µη συµπυκνώσιµων αερίων (N2, NOx, CH4, Ar and H2); Συνολικά όχι πάνω από 4%.
3. Σύµφωνα µε την παγκόσµια επιστηµονική κοινότητα υπάρχει µεγάλο δυναµικό αποθήκευσης και ευνοϊκοί οικονοµικοί όροι 2. Συγκέντρωση των ερευνών από τις βιοµηχανίες πετρελαίου και αερίου αλλά µε µικρό δυναµικό αποθήκευσης. 5. Περιορισµένη παραγωγή µεθανίου. Αξιόλογο µελλοντικό δυναµικό παραγωγής µεθανίου, περιορισµένη αποθηκευτική ικανότητα. 4. Περιορισµένο βάθος πάνω από το όριο 1. Μικρή διαθεσιµότητα εξαντληθέντων µελλοντικής εκµετάλλευσης ταµιευτήρων. Μεγαλύτερο δυναµικό (600->1000µ). Πιθανά αποθήκευσης θα είναι διαθέσιµο σε >40 προβλήµατα περατότητας. έτη. Χρειάζονται επιπλέον πληροφορίες.
Κατάλληλες λεκάνες για γεωλογική αποθήκευση CO 2 Οι ιζηµατογενείς λεκάνες είναι κατάλληλες για την αποθήκευση του CO2 λόγω της ύπαρξης περατών πετρωµάτων που επιτρέπουν την εισαγωγή και αποθήκευση, όπως οι ψαµµίτες και τα ανθρακικά ( ασβεστόλιθος), και της χαµηλής περατότητας (ως µηδαµινής) των πετρωµάτων που παίζουν το ρόλο υπερκείµενου καλύµµατος, όπως οι σχιστόλιθοι και τα εβαποριτικά στρώµατα. Τα πυριγενή και µεταµορφωµένα πετρώµατα, γενικά, δεν είναι κατάλληλα για αποθήκευση CO 2 διότι δεν έχουν το κατάλληλο πορώδες και περατότητα που θα επέτρεπε την έγχυση και αποθήκευση του αερίου.
Πορώδες: είναι ο αποθηκευτικός χώρος του πετρώµατος για τα ρευστά, παρουσιάζεται µε µπλε χρώµα (λεπτή τοµή ψαµµιτικού ταµιευτήρα). Περατότητα: ικανότητα του πετρώµαταος να επιτρέπει τη ροή των ρευστών. Η περατότητα επηρεάζεται από τη γεωµετρία του πορώδους ειδικότερα από το µέγεθος των κενών που συνδέουν τους πόρους του πετρώµατος.
Πιθανές ιζηµατογενείς λεκάνες ως χώροι γεωλογικής αποθήκευσης του CO 2
Σηµαντικά χαρακτηριστικά λεκανών κατάλληλων για αποθήκευση CO 2 : Πάχος: >1000 m Γεωλογική και υδροδυναµική σταθερότητα Να µην υπάρχουν ηφαιστειακά ιζήµατα Όχι σηµαντική διαγένεση Χαµηλή γεωθερµική κλίση
Ταµιευτήρες και υπερκείµενα αδιαπέρατα πετρώµατα Γενικά, ένα σύστηµα ταµιευτήρα/ «κάλυµµα» αποτελείται από: Πορώδη (πορώδες >20%) και διαπερατά πετρώµατα (διαπερατότητα >300mD) ως «ταµιευτήρες» για υψηλό δυναµικό αποθήκευσης και αποδοτική έγχυση Βάθος µεγαλύτερο από 800µ προκειµένου το CO 2 να βρίσκεται σε υπερκρίσιµη κατάσταση αλλά µικρότερο των 2.500 µ για οικονοµικούς λόγους Κάλυψη από αδιαπέρατο σκληρό πέτρωµα (caprock), πάχους>100µ Όγκος ταµιευτήρα 0.05-50 km 3 Εγγύτητα στη σηµειακή πηγή εκποµπών και ευνοϊκή πρόσβαση - υποδοµή
Μηχανισµοί παγίδευσης οµική παγίδευση: το CO 2 παγιδεύεται στο σύστηµα ροής κατά τη διάρκεια των γεωλογικών χρόνων Υπολειµµατική παγίδευση CO2: το διοξείδιο του άνθρακα παγιδεύεται από τριχοειδείς δυνάµεις στα διάκενα του πετρώµατος Παγίδευση διαλυτότητας: το CO2 διαλύεται στο νερό που υπάρχει στον γεωλογικό σχηµατισµό και καταβυθίζεται επειδή το διαλελυµένο στο νερό CO2 είναι βαρύτερο από το κανονικό νερό. Παγίδευση ορυκτής ύλης: Τα πυριτικά ορυκτά που είναι παρόντα στον υδροφόρο εξουδετερώνουν το οξύ που σχηµατίζεται στο νερό µε την προσθήκη του CO 2. Οι αντιδράσεις αυτές σταθεροποιούν το CO 2 µε τη µορφή ορυκτού και έχουν ως αποτέλεσµα τη µόνιµη παγίδευσή του.
οµική παγίδευση σε ταµιευτήρες δοµικές παγίδες (αντίκλιµα, ασυµφωνίες ή ρήγµατα) στρωµατογραφικές παγίδες (αλλαγή του είδους του πετρώµατος) Folding and anticlines Πτυχές και αντίκλινα Ρήγµατα και ασυµφωνίες
Συνεισφορά των µηχανισµών παγίδευσης στην ασφάλεια της γεωλογικής αποθήκευσης του CO 2 Η δοµική και στρωµατογραφική παγίδευση δρούν άµεσα µετά την έγχυση Μετά από 10 εως 100 έτη από την έγχυση λαµβάνει χώρα η υπολλειµατική και η παγίδευση διαλυτότητας CO2 Μετά από 1000 to 10000 έτη ξεκινά η παγίδευση λόγω ορυκτοποίησης Η διαδοχή των µηχανισµών παγίδευσης συµβάλλει στην αύξηση τηα ασφάλειας γεωλογικής αποθήκευσης.
Αποθήκευση σε αναλωµένους ταµιευτήρες πετρελαίου - Enhanced Oil Recovery (EOR) Με την εισαγωγή CO2 εναλλασσόµενο µε νερό σε ενεργούς ταµιευτήρες πετρελαίου, το πετρέλαιο κινείται µέσω αναµίξιµης ή µη µετατόπισης βελτιώνοντας το ρυθµό ανάκτησης του (10-12%) Περίπου 60% του εισαγόµενου CO 2 παραµένει στον ταµιευτήρα είναι ενώ 140-280 m 3 CO 2 απαιτούνται για να παράγουν ένα βαρέλι πετρελαίου.
Αποθήκευση σε αναλωµένους ταµιευτήρες πετρελαίου - Enhanced Oil Recovery (EOR) Η ανάκτηση του πετρελαίου ευνοείται από τους ακόλουθους παράγοντες: Μείωση των τριχοειδών φαινοµένων που εµποδίζουν τη ροή του πετρελαίου µέσω των πόρων του ταµιευτήρα µειώνοντας τη διεπιφανειακή τάση µεταξύ τους ιόγκωση του πετρελαίου και επακόλουθη µείωση του ιξώδους του. Ανάπτυξη ευνοϊκών φάσεων που αυξάνουν τη ρευστότητα του πετρελαίου. ιατήρηση ευνοϊκών χαρακτηριστικών κινητικότητας του πετρελαίου και του CO2 βελτιώνοντας την απόδοση αντικατάστασης του πετρελαίου.
Αποθήκευση σε αναλωµένους ταµιευτήρες πετρελαίου - Enhanced Oil Recovery (EOR) Υπάρχουν δύο διαδικασίες για ανάκτηση πετρελαίου κατά την εισαγωγή CO 2 : Αναµίξιµη µετατόπιση, όπου το εκχυόµενο αέριο και οι υδρογονάθρακες είναι απολύτως αναµίξιµα και σχηµατίζουν ένα µονοφασικό ρευστό. Μη αναµίξιµη µετατόπιση, συµβαίνει σε πιέσεις µικρότεερς από την πίεση ανάµιξης (ΜΜΡ) του πετρελαίου, στην οποία υπάρχει µικρή ανταλλαγή συστατικών ή αναµίξιµων ζωνών µεταξύ εκχυόµενου αερίου και του ρευστού του ταµιευτήρα.
Αποθήκευση σε αναλωµένους ταµιευτήρες πετρελαίου - Enhanced Oil Recovery (EOR) H µέθοδος CO2 - EOR εφαρµόζεται σε εµπορική κλίµακα στις ΗΠΑ, τον Καναδά, και την Τουρκία αποθηκεύοντας περίπου 43 εκατ. τόνους CO2 2 ανά έτος προερχόµενο κατά ~ 75% από φυσικούς ταµιευτήρες. Το CO2 - EOR έργο στο Weyburn του Καναδά είναι το µοναδικό εµπορικής κλίµακας έργο σε παγκόσµιο επίπεδο και προβλέπεται η αποθήκευση σχεδόν 22 εκατ. τόνων CO2 προερχόµενα από µονάδα παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιµα και η παραγωγή 130 εκατ. βαρελιών πετρελαίου. Οι εξαντληµένοι ταµιευτήρες πετρελαίου ή φυσικού αερίου αποτελούν την πιο οικονοµικά ελκυστική µέθοδος αποθήκευσης στο άµεσο µέλλον.
Αποθήκευση σε αναλωµένους ταµιευτήρες φυσικού αερίου - Enhanced Gas Recovery (EGR) Η µέθοδος βέλτιστης ανάκτησης φυσικού αερίου (EGR) είναι µια θεωρητική µέθοδος για αύξηση της πίεσης ταµιευτήρων όπου έχει ήδη ανακτηθεί 80-90% του αρχικού αποθέµατος. εν έχει εφαρµοστεί έργο ακόµη εµπορικής κλίµακας CO2 EGR σε παγκόσµιο επίπεδο
Αποθήκευση σε αναλωµένους ταµιευτήρες φυσικού αερίου - Enhanced Gas Recovery (EGR) Το CO2 ως βαρύτερο αέριο από το CH4 σε όλες τις πιέσεις και θερµοκρασίες τείνει να κινείται προς τα κάτω µετακινώντας το µεθάνιο και αυξάνοντας την πίεση του ταµιευτήρα. Σε πίεση 120 bar, µπορούν να ανακτηθούν επιπλέον 5-15% του αρχικού αερίου µε την εν λόφω µέθοδο. Η ποσότητα CO 2 που θα πρέπει να χρησιµοποιηθεί για την ανάκτηση του αερίου είναι µεγαλύτερη από αυτή που χρειάζεται για την ανάκτηση του πετρελαίου, αλλά τα έσοδα από το αέριο που θα ανακτηθεί για κάθε τόνο CO 2 είναι λιγότερα από αυτά του πετρελαίου.
Αποθήκευση σε κοιτάσµατα µη εξορυγµένου γαιάθρακα (ECBMR) Η συµβατική µέθοδος ανάκτησης µεθανίου από στρώµατα γαιάνθρακα µπορεί να πετύχει ανάκτηση 40-50%, η οποία αυξάνεται στο 90-100% στην περίπτωση της ανάκτησης κατά την εισαγωγή του CO 2. ( Η µέθοδος αυτή περιορίζεται µε στρώµατα που δεν πρόκειται να εκµεταλλευτούν. Η τεχνολογία παραµένει στο στάδιο επίδειξης.
Αποθήκευση σε κοιτάσµατα µη εξορυγµένου γαιάθρακα (ECBMR) Μηχανισµός προσρόφησης εκρόφησης Το CO2 εισάγεται σε κοιτάσµατα άνθρακα, απορροφάται στις επιφάνειες των στρωµάτων µη εξορυγµένου άνθρακα ελευθερώνοντας µεθάνιο το οποίο ανακτάται σαν ελεύθερο αέριο.
Αποθήκευση σε κοιτάσµατα µη εξορυγµένου γαιάθρακα (ECBMR) Βασικές Αρχές Ο γαιάνθρακας περιέχει µικροπόρους κατάλληλους για την προσρόφηση αερίων, όπως το CO 2 Μεγαλύτερη επιλεκτικότητα για προσρόφηση CO 2 σε σχέση µε το CH 4 Ένα µόριο µεθανίου µπορεί να αντικατασταθεί από δύο µόρια CO 2. Ο λόγος CO 2 /CH 4 εξαρτάται από την ωριµότητα και τον τύπο του γαιάνθρακα. Η πλαστικότητα του γαιάνθρακα και η ικανότητα που έχει για διόγκωση µπορούν να συµβούν εξαιτίας της παρουσίας του CO 2. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα τη µείωση της περατότητας.
Αποθήκευση σε κοιτάσµατα µη εξορυγµένου γαιάθρακα (ECBMR) Παράγοντες που επηρεάζουν την προσρόφηση από το γαιάνθρακα Σειρά γαιάνθρακα Τύρφη λιγνίτης βιτουµενιούχος γαιάνθρακας ανθρακίτης οµή και µέγεθος πόρων Περιεχόµενη υγρασία (εξαρτάται από τη σειρά) Σύσταση γαιάνθρακα Παρουσία διαφόρων ορυκτών και αδρανών Περιεχόµενη υγρασία Τα µόρια του νερού εµποδίζουν την προσρόφηση στους πόρους και το ph του συστήµατος αλλάζει. Θερµοκρασία Ο ρυθµός προσρόφησης µειώνεται µε την αύξηση της θερµοκρασίας.
Αποθήκευση σε κοιτάσµατα µη εξορυγµένου γαιάθρακα (ECBMR) εν είναι ξεκάθαρο αν το CO 2, σε υπερκρίσιµη κατάσταση, προσροφάται από το γαιάνθρακα, καταλαµβάνοντας το χώρο των πόρων ως υγρό µε χαµηλό ιξώδες, ή εγχέεται στη µάζα του γαιάνθρακα. Η µόνη µέθοδος όπου το CO 2 εισάγεται σε αέρια µορφή. Για µέσες υδροστατικές συνθήκες και γεωθερµικές βαθµίδες, ισοδυναµεί µε βάθη 700-800µ.
Αποθήκευση CO 2 σε αλατούχους υδροφόρους ορίζοντες Ως αλατούχοι υδροφόροι σχηµατισµοί ορίζονται τα πορώδη και περατά πετρώµατα ταµιευτήρες που περιέχουν αλατούχο ρευστό στο χώρο των πόρων µεταξύ των κόκκων του πετρώµατος. Γενικά, βρίσκονται σε βάθη µεγαλύτερα από αυτά των υδροφόρων οριζόντων που περιέχουν πόσιµο νερό. Το νερό στους αλατούχους σχηµατισµούς βρίσκεται σε µεγάλα βάθη στις ιζηµατογενείς λεκάνες και είναι περιορισµένο από τα υπερκείµενα και υποκείµενα αδιαπέρατα στρώµατα περιέχοντας συνήθως µεγάλο ποσοστό διαλυµένων σωµατιδίων. Οι σχηµατισµοί αυτοί έχουν προταθεί ως χώροι αποθήκευσης εξαιτίας της περιοριστικής τους θέσης.
Αποθήκευση CO 2 σε αλατούχους υδροφόρους ορίζοντες Ηαποθήκευση σε κλειστούς υδροφόρους ορίζοντες στηρίζεται στην παγίδευση του CO 2 από δοµικές ή στρωµατογραφικές περατώσεις και είναι ανάλογη µε τα συστήµατα αποθήκευσης αερίων στους ταµιευτήρες υδρογονανθράκων. Σε απλές δοµικές παγίδες, ο όγκος και και οι οδοί µετακίνησης του εισαγώµενου CO 2 µπορούν να προβλεπτούν και να κατασκευαστούν µοντέλα ταµιευτήρων µε µεγαλύτερη βεβαιότητα απ ότι σε ένα µη περιορισµένο υδροφόρο.
Αποθήκευση CO 2 σε αλατούχους υδροφόρους ορίζοντες Στην περίπτωση των µη περιορισµένων υδροφορέων το CO 2 µετακινείται προς τα πάνω µέσω των πιο περατών οδών µέχρι να συναντήσει το cap rock. Έπειτα το CO2 διαφεύγει κινείται πλευρικά κατά µήκος των ορίων cap rock υδροφορέα ακολουθώντας τη διάβαση µε τη µεγαλύτερη διαπερατότητα όπου µικροί δόµοι και πτυχώσεις παγιδεύουν ικανοποιητικά ένα ποσοστό του CO 2, εξαρτώµενο από τη µέση «τραχύτητα».
Αποθήκευση CO 2 σε αλατούχους υδροφόρους ορίζοντες Καθώς αυτές οι δοµικές κοιλότητες πληρώνονται, το CO 2 εξέρχεται από αυτές και συνεχίζει να µετακινείται πλευρικά. Σε µη περιορισµένους υδροφόρους, και µε το πέρασµα των χρόνων, το CO 2 είναι πιθανό να διασκορπιστεί σε µεγάλη περιοχή και σε χαµηλές συγκεντρώ σεις αυξάνοντας την ποσότητα που θα µπορούσε να αποθηκευτεί σε αυτές τις µικρές δοµές στην ανώτερη επιφάνεια του ταµιευτήρα. Λόγω των πιθανά µεγάλων σε µήκος οδών διαφυγής αυξάνεται το ποσοστό στό διάλυσης CO2 στο υφάλµυρο νερό µειώνοντας την πιθανότητα να προσεγγίσει την επιφάνεια του υδροφορέα.
Αποθηκευτική ικανότητα CO2 ανά τύπο ταµιευτήρα σε παγκόσµιο επίπεδο Reservoir type Lower estimate of Upper estimate of storage capacity (GtCO 2 ) storage capacity (GtCO 2 ) Oil and gas fields 675 a 900 a Unminable coal seams (ECBM) Deep saline formations 3-15 200 1,000 Uncertain, but possibly 10 4 Παγκόσµιες εκποµπές CO 2 : 25 GtCO 2 /yr Το εκτιµώµενο οικονοµικό δυναµικό για τις τεχνολογίες δέσµευσης και αποθήκευσης ποικίλει µεταξύ 220-2200 Gt CO2, που σηµαίνει ότι το 15-55% της παγκόσµιας προσπάθειας για µείωση του αερίου µέχρι το 2100 θα µπορούσε να επιτευχθεί µε τη χρήση των παραπάνω τεχνολογιών. Source: IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage.
Αποθηκευτική ικανότητα CO2 ανά τύπο ταµιευτήρα σε Ευρωπαϊκό επίπεδο 200 έως πάνω από 1550 Gt CO 2 150 ως 1500 Gt CO 2 σε σχηµατισµούς µεγάλου βάθους µε υψηλής αλµυρότητας νερό, κυρίως στη Βόρεια Θάλασσα Η συνολική χωρητικότητα των πεδίων υδρογονανθράκων εκτιµάται ότι είναι µεγαλύτερη από 40 Gt CO 2. Εκ των οποίων, 7 Gt µπορούν να αποθηκευτούν σε ταµιευτήρες πετρελαίου Η αποθηκευτική ικανότητα των ανεκµετάλλευτων πεδίων γαιάνθρακα εκτιµάται ότι ανέρχεται στους 6Gt CO 2
Κόστος µεθόδων γεωλογικής αποθήκευσης CO 2 Storage formation Confined aquifers Depleted gas fields Depleted oil fields CO 2 -EOR¹ CO 2 -ECBM² Typical storage costs ( /tonne CO 2 ) 1 to 2.5 2 1 to 3 30 / -10 40 Storage cost range ( /tonne CO 2 ) 0.6 6 0.75 to 5 1.5 to 7.5 6 to 80 / -40 to 20 Τα οικονοµικά οφέλη από την επιπρόσθετη παραγωγή υδρογονανθράκων καθιστούν το EOR and ECBM πρώιµες οικονοµικά αποδοτικές επιλογές για γεωλογική αποθήκευση -
Συµπεράσµατα Υπάρχει µεγάλο δυναµικό αποθήκευσης CO2 σε διαφορετικούς τύπους ταµιευτήρων σε παγκόσµιο επίπεδο Υψηλή πίεση και χαµηλή θερµοκρασία προτιµώνται για την αποδοτική αποθήκευση CO 2 Οι CCS τεχνολογίες θα διαδραµατίσουν σηµαντικόρόλο όταν η τιµή CO 2 θα κυµαίνεται µεταξύ 25 30 US$/tCO 2 (IPCC) Πιθανές διαρροές και άλλοι κίνδυνοι πρέπει να παρακολουθούνται
Συµπεράσµατα Με την κατάλληλη επιλογή του χώρου, πληροφορίες για το υπέδαφος, ένα πρόγραµµα ελέγχου για τον εντοπισµό προβληµάτων, ένα ρυθµιστικό σύστηµα και την κατάλληλη χρήση µεθόδων αποκατάστασης προκείµενου να σταµατήσουν ή να ελεγχθούν διαφυγές CO2 εαν προκύψουν, οι τοπικοί κίνδυνοι της γεωλογικής αποθήκευσης σε σχέση µε την υγεία, ασφάλεια και το περιβάλλον µπορεί να συγκριθεί µε τους κινδύνους των παρόντων δραστηριοτήτων, όπως αποθήκευση φυσικού αερίου, ανάκτηση πετρελαίου και διάθεση όξινων αερίων βαθιά στο υπέδαφος IPCC, 2005