wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla – CCS) – dzięki któremu elektrownie węglowe i gazowe mogą oddzielić CO2 od gazów spalinowych przed ich sekwestrowaniem w podziemnych zbiornikach, eliminując ich wpływ na atmosferę-od dawna jest trąbką jako ważna technologia łagodząca wpływ na środowisko infrastruktury energetycznej opartej na paliwach kopalnych, która praktycznie nigdzie nie zmierza, zwłaszcza w krajach rozwijających się.

pomimo wielu lat inwestycji i rozwoju, CCS nadal jest daleka od ugruntowanej technologii, ponieważ obecnie badane procesy cierpią z powodu chwiejnej wiarygodności środowiskowej (energia wykorzystywana do oddzielania CO2 nieco kompensuje zyski wynikające z jego usunięcia) i niepewnego uzasadnienia biznesowego dla szerokiego zastosowania pod względem wartości handlowej.

z CCS on the rocks, być może teraz jest czas na niekonwencjonalne pomysły. Tylko jeden taki pomysł został niedawno wprowadzony przez University Of Aberdeen starszy wykładowca inżynierii chemicznej, profesor Tom Baxter.

zainspirowana głośną kampanią gazety The Guardian Keep it in the Ground, która miała przekonać przemysł i rządy, że zasoby węglowodorów muszą być niewykorzystane, aby ograniczyć skutki globalnego ocieplenia, Baxter wpadł na nowatorski pomysł – co jeśli złoża ropy i gazu mogłyby pozostać w ziemi, ale nadal pozostaną dostępne jako zasoby energetyczne? Innymi słowy, co jeśli moglibyśmy zjeść nasze ciasto i je zjeść?

dane, spostrzeżenia i analizy dostarczone do ciebie Zobacz wszystkie biuletyny zespołu Power Technology Zapisz się do naszych biuletynów Zarejestruj się tutaj

„moje” keep it in the ground „było:” tak dobrze, możemy to zrobić i nadal dostać nagrodę, która jest energia z niego”, mówi Baxter, który ma kilkadziesiąt lat doświadczenia w przemyśle naftowym i gazowym, po dołączeniu do British National Oil Corporation w 1980 roku, a następnie pracuje dla swoich sprywatyzowanych następców BritOil i BP. Nadal prowadzi prace doradcze w branży jako dyrektor techniczny Genesis Oil & Gas Consultants.

spalanie In situ i koncepcja elektrowni morskich

pomysł Baxtera, o którym pierwotnie pisał w artykule wstępnym do rozmowy w styczniu, zakłada, że na przykład morskie platformy wiertnicze na Morzu Północnym mogą zostać przekształcone w elektrownie morskie poprzez spalanie in situ. Spalanie In situ jest wykorzystywane od dziesięcioleci w przemyśle naftowym i gazowym do wydobywania ciężkiego oleju; tlen jest wstrzykiwany w celu spalania węglowodorów w zbiorniku, co powoduje rozrzedzenie ciężkiego oleju i odparowanie lżejszych składników.

koncepcja firmy Baxter posuwa się o krok dalej; spalanie węglowodorów w ich zbiornikach może dostarczyć ciepło potrzebne do wytworzenia pary, która następnie może być odprowadzana na powierzchnię w celu napędzania turbin do wytwarzania energii elektrycznej. W ten sposób można wykorzystać potencjał energetyczny pozostałych złóż ropy naftowej i gazu bez usuwania węglowodorów i uwalniania ich szkodliwych emisji do powietrza.

„jak by to działało, skompresowałbyś powietrze wzbogacone tlenem do zbiornika, a następnie wywołałbyś front pożarowy” -mówi Baxter. „Więc zapalasz to węglowodorami, które są tam na dole, a potem, gdy front ognia postępuje, wyrzeźbisz linię dla frontu ognia. Wyobrażam sobie, że woda zasilająca kocioł spływa do wewnętrznej rury, a następnie wypływa i krąży z powrotem nad pierścieniem, a pierścień styka się z frontem ognia. Więc odparowujesz wodę z kotła. Następnie wydobywa się ją na powierzchnię i w efekcie otrzymuje się parę do wytwarzania energii.

Widzę pewną synergię z morskimi farmami wiatrowymi – mają tam elektryczne stacje zbierające, które kierują różnymi stacjami wiatrowymi, a następnie zabierają je na brzeg. Myślałem, żeby się z tym umówić.”

Baxter podkreśla, że ta idea jest produktem myślenia poza schematem i ma na celu stymulowanie dyskusji branżowych i akademickich. Niemniej jednak obecne trudności związane z rozwojem CCS sprawiają, że jest to atrakcyjna koncepcja, pomimo pewnych poważnych wątpliwości co do jej rzeczywistego działania.

alternatywa dla CCS?

oprócz rozmachu kampanii Keep it in the Ground, Baxter był również częściowo zainspirowany wadami koncepcji CCS, która jego zdaniem nie jest obecnie opłacalna przy obecnych kosztach technologii i niskiej wartości przypisywanej CO2.

„fakt, że jest energochłonny, jest nieco samowystarczalny”, twierdzi. „Pracowałem nad wieloma programami wychwytywania dwutlenku węgla i szczerze mówiąc, nie wiedziałem, jak będą one działać. Jedynym sposobem na to, by wychwytywanie dwutlenku węgla działało, jest to, że nasze społeczeństwo zacznie doceniać węgiel znacznie bardziej niż my w tej chwili, lub jeśli obniży się koszty wychwytywania dwutlenku węgla, a przez 30 lat nie widziałem takiej zmiany w technologii, która, jak sądzę, potrzebowałaby oszczędności rzędu wielkości.”

koncepcja elektrowni morskich może mieć znaczącą przewagę nad CCS. Po pierwsze, opiera się na sprawdzonych technologiach już stosowanych w przemyśle naftowym i gazowym, chociaż należałoby je rozszerzyć i dostosować, aby przejść na wytwarzanie energii na bazie pary.

wszystkie węglowodory pozostaną w swoich zbiornikach, a posiadanie energii wytwarzanej na miejscu zmniejszyłoby nieefektywność transportu węglowodorów i CO2 tam i z powrotem między lądowymi elektrowniami a odległymi zbiornikami.

spalanie węglowodorów pod ziemią może również potencjalnie pomóc przedłużyć żywotność dojrzałych pól naftowych, co jest deklarowanym celem strategii rządu brytyjskiego mającej na celu maksymalizację ożywienia gospodarczego z Morza Północnego. „Zazwyczaj, gdy opuszczasz pole naftowe, 30% oryginalnej ropy jest nadal na miejscu, którego nie możesz odzyskać”, mówi Baxter. „Więc możesz to wypalić?”

Góra do wspinaczki: czy pomysł naprawdę się sprawdzi?

choć pomysł Baxtera brzmi atrakcyjnie na papierze, nie można zaprzeczyć, że istnieje wiele wyzwań, którym należy się zająć, i niepewność co do ilościowego określenia, zanim wytwarzanie energii in situ będzie możliwe na polach naftowych i gazowych. Z technicznego punktu widzenia Baxter opisuje wyzwania jako”dość zacięte”.

” największym problemem technicznym jest to, ile ciepła można odzyskać i jaki jest los produktów spalania?”zastanawia się. „Czy te produkty spalania mogą w jakiś sposób naruszyć integralność istniejącej pieczęci geologicznej, która utrzymuje tam ropę naftową i gaz? Studnia miałaby również pewne rzeczywiste względy projektowe, nawet Metalurgia, wzrost termiczny, tego typu rzeczy.”

wyzwania finansowe obfitują również w wiele mnożników kosztów. Na przykład układanie kabli podmorskich do przesyłu energii może kosztować dziesiątki lub setki milionów, podczas gdy modyfikacje podmorskie, takie jak „zasypywanie zbiornika licznymi studniami parowymi”, mogą być również bardzo drogie, zauważa Baxter.

wczesny rozwój prawdopodobnie musiałby mieć miejsce w lądowych zakładach naftowych i gazowych, gdzie koszty są zwykle niższe. Projekty pilotażowe na lądzie mogłyby być wykorzystane do oceny technicznej wykonalności procesu i zidentyfikowania problemów przed podjęciem działań w kierunku wdrożenia na lądzie.

ale skąd by się wzięła inwestycja na tak radykalną i kosztowną koncepcję? Baxter wątpi, że koordynacja inwestycji prywatnych z różnych sektorów ropy i gazu byłaby wystarczająca, a zatem publiczne pieniądze prawdopodobnie będą musiały przeprowadzić szeroko zakrojone testy wymagane do potwierdzenia tego pomysłu.

biorąc pod uwagę wymagane zaangażowanie, pojawia się oczywiste pytanie: czy to wszystko byłoby warte zachodu? Czy potrzebujemy wystarczająco dużo węglowodorów, aby realizować tę ideę, zamiast po prostu kontynuować przechodzenie na odnawialne źródła energii, magazynowanie energii, reagowanie na popyt i tak dalej? Baxter otwarcie przyznaje, że nie ma odpowiedzi na to fundamentalne pytanie.

ale biorąc pod uwagę, że rząd brytyjski wydał już ponad 100 mln funtów na nieudane systemy CCS, podkreśla, że podstawowe dochodzenia walidacyjne mogą być przeprowadzone za zaledwie ułamek tych kosztów.

jednak ostatecznie destrukcyjne myślenie tego rodzaju istnieje najpierw po to, aby stymulować rozmowę i debatę, a nawet jeśli pomysł ten okaże się zbyt ambitny, aby był realistyczny, nadal może zainspirować dociekliwe umysły do wzięcia pochodni i przeniesienia jej do przodu w inny sposób.

„chyba tylko ja o tym mówię” „Ale jeśli masz coś z błękitnego nieba i możesz to napisać w przystępny sposób, możesz faktycznie wypłukać pewne zainteresowanie i wzbudzić pomysły od innych ludzi, którzy mogą chcieć się tym zająć i rzucić na to okiem.”