MTA Energiatudományi Kutatóközpont

Átírás

1 MTA Energiatudományi Kutatóközpont A szén-dioxid biztonságos felszín alatti tárolását befolyásoló rövid és hosszú távú ásványtani-geokémiai átalakulások vizsgálata és a felszínre kerülés monitorozása Breitner Dániel

2 Nem lehet lemondani az óriási lignit vagyonról (MTA KÖTEB állásfoglalás, 2010; Nemzeti Energiastratégia 2030); Magyarország szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére irányuló törekvései; A CO 2 kvóták megszerzése CCS Átmeneti megoldás a megújuló energiaforrások széleskörű elterjedéséig

3 1. és 2. Leművelt CH telepek vagy a termelés serkentése (EOR, EGR) 3. Sósvizes rezervoárok 4. Bányászatra alkalmatlan széntelepek (szenes rétegek) 5. Szénréteghez köthető metán kitermelésének serkentése 6. Bázisos, ultrabázisos kőzettestek CCS koncepciók ( (Hatziyannis et al., 2009)

4 CCS tevékenységek a világban (IPCC, 2005)

5 CO 2 kivonódás A fedőkőzet alatti felhalmozódás (szerkezeti csapdázódás) Megkötődés a kis pórusokban (maradék csapdázódás) Oldódás (oldódási csapdázódás) Ásványképződés (ásványi csapdázódás) GEOKÉMIA (IPCC, 2005) (CO2GeoNet, 2009)

6 Gázszaturáció CO 2 a felszín felé migrál; CO 2 szétterjed és beoldódik; A sűrűségnövekedés következtében lefelé áramlik; Az ásványtani reakciók miatt változik a porozitás és a permeabilitás Porozitás (Naderi Beni et al., 2011) Ásványi összetétel Permeabilitás

7 Rezervoár kőzetalkotó ásványok viselkedése szuperkritikus CO 2 -sósvizes rendszerben: jellemző átalakulások szilikátoknál; reakciósebesség; változás a kőzetmechanikai és petrofizikai tulajdonságokban. Zárókőzet és az agyagásványok viselkedése: víztelenedés; rétegközi kation lecserélése; aggregáció/dezaggregáció és ennek hatása fizikai és kémiai tulajdonságokra (elsősorban záróképességre).

8 Berrezueta, E., González-Menéndez, L., Breitner, D., Luquot, L. International Journal of Greenhouse Gas Control, beküldve

9 A spanyol kémiai reaktor sematikus rajza (P 75 bar, T 35 C, 12 to 970 h)

10 Optikai- és elektron mikroszkópos eredmények

11 Képanalízisre épülő pórustér változás számszerűsítés

12 Képanalízis eredményei

13 A scco 2 hatására bekövetkezett változások és annak okának sematikus ábrája a) Eredeti textúra b) A CO 2 az agyagos mátrixot a pórustorok irányába nyomja c) A CO 2 az agyagásványok rétegei közé diffundálva széntbontja azokat d) A nyomás csökkenésével a fellazult anyag kiáramlik

14 Az EK-ban tervezett, oldat mintavételi lehetőséggel továbbfejlesztett kémiai reaktor műszaki terve ( 200 bar és 150 C)

15 Vizsgálati módszerek Szilárd minták Optikai és elektron mikroszkóp (szerkezeti és ásványtani változások) IR-spektroszkópia (agyagásvány szerkezeti átalakulások) Kisszögű neutron-szórás (pórusszerkezet változásának nyomonkövetése) Oldat minták ICP-MS (kémiai-ásványkémiai változások in-situ nyomonkövetése) Geokémiai modellezés (pl.: PHREEQC programmal)

16 CO 2 kiszökés A monitorozása jogi kötelezettség 145/2012 Korm. Rendelet

17 Közeli és távlati tervek 1. Kezeletlen és scco 2 -vel kezelt spanyol homokkő minták mikroszkópos vizsgálata; 2. Kisszögű neutron-szórás alkalmazásának tesztelése pórustérfogat változás meghatározására; 3. Agyagos fedőkőzet minták autoklávos kísérlete; 4. Analóg területek (Répcelak) tároló és záró kőzeteinek vizsgálata a geológiai időskálán bekövetkező változások megismerésére; 5. Geokémiai modellek felállítása; 6. Végső cél a saját laboratórium teljes kialakítása a bemutatott kémiai reaktorral és in-situ mérőhelyekkel

18 Együttműködő partnereink Eötvös Loránd Tudományegyetem Litoszféra Fluidum Kutató Labor Magyar Földtani és Geofizikai Intézet Spanyol Geológiai Szolgálat Oszlói Egyetem, Földtani Tanszék

19 Köszönöm a figyelmet! CIUDEN Technology Developement Centre for CO 2 Capture, Spain