Пленяването на СО2 под земята

Възможно ли е да уловим въглеродния диоксид - един от виновниците за глобалното затопляне – и да го заключим под земята? Въпреки че звучи футуристично, "складирането" на парниковите емисии в земните недра вече се прави.

Това става с помощта на технологията за улавяне и съхранение на въглероден диоксид (УСВ). Идеята е парниковите газове да се спират още при източника и по този начин да не се допуска попадането им в атмосферата. Технологията може да намали вредните емисии от топло- или електроцентралите и от фабриките почти до нула.

Въпреки че тя още е на етап проучване, а инвестициите за внедряването й в промишлен мащаб са непосилни за повечето компании, разработването и изграждането на пилотни инсталации вече среща широка подкрепа от различни европейски програми и правителства по света. До този момент има 4 работещи проекта за съхранение на СО2 и са складирани милиони тонове от газа. Един милион тона СО2 се равнява на годишните емисии на около 400 000 коли.
 
На лов за СО2
 
По данни на Междуправителствения панел по климатичните промени към ООН, за да се удържи покачването на средната температура на планетата под критичния праг от 2 градуса, до средата на века емисиите СО2 трябва да бъдат намалени с 50% спрямо нивата от 1990 г. Намаляването на емисиите от индустрията, транспорта и бита в Европа е сред екоприоритетите на ЕС.

Залага се най-вече на производството на "чиста" енергия от възобновяеми източници като слънцето и вятъра, както и на по-ефективното й използване. По всяка вероятност обаче изкопаемите горива като въглища, петрол и газ ще продължат да играят съществена роля в производството на енергия през първата половина на века.

В момента една трета от емисиите СО2 в Европа се дължат на производството на енергия от твърди горива, а прогнозите на генералната дирекция по климата към Европейската комисия са, че потреблението на енергия ще се удвои до 2050 г. Затова учените търсят нови начини за намаляване на емисиите от тези източници и един от вариантите е именно улавянето и съхранението на въглероден диоксид от големите инсталации.

По данни на Международната енергийна агенция технологията има потенциал да намали глобалните парникови емисии с една трета до 2050 г. Само в Европа внедряването й може да редуцира годишните емисии СО2 с 0.6-1.7 милиарда тона.
 
Как работи технологията?
 
Процесът на улавяне и съхранение включва четири етапа. На първия се улавя въглеродният диоксид от димните газове, генерирани при изгарянето на твърди горива. Втората фаза включва транспортирането му до подходящ терен, а третата  - инжектирането му под земната повърхност. Крайната фаза е съхранението му в хранилище.

Сред удачните за тази цел места са изчерпани находища на нефт и газ, неподходящи за въгледобив тънки земни рудни пластове и водосъдържащи скали. Ключов фактор при избора на място е дълбочината на хранилището. Тя трябва да позволява намаляване на обема на СО2. В резултат на увеличаването на налягането и температурата той преминава от газообразно в течно (субкритично) състояние, а то се достига на 800 метра под земната повърхност.

На тази дълбочина обемът на СО2 се свива драстично от 1000 м3 на повърхността до 3.8 м3. Други важни критерии при избора на място са подходящата геологична покривка, която да не позволи преминаването на газа към земната повърхност, и достатъчният капацитет за съхранение на големи количества СО2.
 
Пионерите

Подземното инжектиране на CO2 всъщност не е съвсем нова технология. Пионерите в тази област често се оказват самите замърсители или някои петролни или енергийни компании. Понякога те изпреварват екополитиките и сами решават да "изчистят" имиджа и производството си. Съоръжение за улавяне и съхранение на СО2 функционира в Европа вече повече от десетилетие.

Това е проектът "Шлайпнер" на норвежката петролна компанията "Статойл". От 1996 г. до днес под повърхността на Северно море са складирани повече от 11 милиона тона от парниковия газ. Причината за въвеждането на технологията е, че природният газ от находището е с високо съдържание на СО2 – 9.5%.

Този въглероден диоксид трябва да се премахне, за да  може природният газ да достигне нужните търговски качества. Вместо да освобождава в атмосферата отстранения СО2, компанията, която експлоатира полето, решава да го инжектира обратно в земята, където той се съхранява на дълбочина от 3 км. Други големи проекти по света са "Ин Салах" на BP и "Статойл" в Алжир и проектът "Уейбърн" в Канада.

СО2 като ресурс

Италианската енергийна компания Enel също има опит във внедряването на технологията в пилотни проекти. Преди година тя започна проучване на възможностите за изграждане на система за улавяне на CO2 в ТЕЦ на въглища в Китай. Въглеродният диоксид ще бъде инжектиран в нефтено находище.

Така се очаква да се увеличи добивът на суров петрол. До 2015 г. компанията трябва да е готова с изграждането на система в индустриален мащаб. Shell също от десетилетия използва процеса на нагнетяване на въглероден диоксид в нефтените находища за увеличаване на добивите си.

CCS законодателство в Европа и България

Новата директива на ЕС за геоложко съхранение на СО2, която е част от пакета регламенти "Енергетика и климат", създава законова рамка за безопасно използване на технологията в Европа. В България до голяма степен тези въпроси остават неуредени.

Правните проблеми са свързани с непълна или липсваща регулаторна рамка за осъществяване на дейностите по улавяне и съхранение, липса на норми и стандарти за добра практика, необходимост от създаването на специални контролиращи институции и др. Необходимо е и законодателство, което да регламентира мониторинга на складираните количества СО2.
 
Възможна ли е централа с нулеви емисии в България?
 
По поръчка на икономическото министерство компанията WorleyParsons проучи възможностите за улавяне и геоложко съхранение на СО2 в България. Резултатите бяха представени на конференция в София миналия месец заедно с правните и екологични рамки, необходими за прилагане на УСВ, и свързаните с това разходи.

Демонстрационният проект "Централа с нулеви емисии" трябва да проучи дали страната има необходимия геоложки капацитет за изграждането на хранилища за СО2 и дали въвеждането на новата технология би било икономически изгодно.

Досега предварителните проучвания на компаниите - изпълнителки на проекта, WorleyParsons и Inypsa сочат няколко най-подходящи за съхранениe на СО2 места в страната. Сред тях е една площадка в района на Павликени, две в Горнотракийската низина в района на Гълъбово и комплекса "Марица-Изток"Изграждането на площадки около Гълъбово и тецовете "Марица-Изток" би било интересна опция с оглед на това, че е най-близо до източника на замърсяване, има и достатъчен капацитет, но все още няма достатъчно данни за сеизмичността на района", коментира Педро Ернайз, ръководител на геоложкия отдел на компанията.

Трудностите

Развитието на технологията е изправено и пред някои икономически и технологични проблеми. Икономическите произтичат най-вече от високите капиталови и експлоатационни разходи. Освен това технологията може да намали производителността на електроцентралата, в която се прилага. Това би повишило цената на произвежданата енергия и би намалило конкурентоспособността спрямо други технологии.

Технологичните трудности са свързани с необходимостта от осигуряване на цялата технологична верига (улавяне, транспорт и съхранение), с безопасността на транспортните тръбопроводи и местата за геоложко съхранение, както и с ефективността на технологията при действително мащабни инсталации.