koldioxidavskiljning och lagring (CCS) – genom vilken kol – och gasanläggningar kan separera CO2 från sina rökgaser innan de binds i underjordiska reservoarer, vilket eliminerar deras effekt på atmosfären-har länge trumpeterats som en viktig teknik för att mildra miljöpåverkan av fossilbränsleeldad energiinfrastruktur, som praktiskt taget inte går någonstans snart, särskilt i utvecklingsländer.

trots år av investeringar och utveckling är CCS fortfarande långt ifrån en etablerad teknik, eftersom de processer som för närvarande undersöks lider av skakiga miljöuppgifter (den energi som används för att separera CO2 kompenserar något av vinsterna från att ta bort det) och ett osäkert affärsfall för utbredd distribution när det gäller dess kommersiella värde.

med CCS på klipporna är det kanske dags för några okonventionella ideer. Bara en sådan ide flöt nyligen av University Of Aberdeen universitetslektor i kemiteknik, Professor Tom Baxter.

inspirerad av Guardian-tidningens högprofilerade Keep it in the Ground – kampanj, som arbetade för att övertyga industrin och regeringarna om att kolväteresurser måste lämnas outnyttjade för att begränsa effekterna av global uppvärmning, brainstormade Baxter en ny ide-vad händer om olje-och gasfyndigheter kan lämnas i marken, men fortfarande vara tillgängliga som en energiresurs? Med andra ord, Tänk om vi kunde ha vår tårta och äta den också?

Data, insikter och analys som levereras till dig se alla nyhetsbrev från Power Technology-teamet Anmäl dig till våra nyhetsbrev Anmäl dig här

”min” håll den i marken ”var:” Ja, vi kunde göra det och ändå få priset, vilket är energin från det”, säger Baxter, som har flera decennier av erfarenhet inom olje-och gasindustrin, efter att ha gått med i British National Oil Corporation 1980 och därefter arbetat för sina privatiserade efterträdare BritOil och BP. Han utför fortfarande konsultarbete i branschen som teknisk chef för Genesis Oil & Gaskonsulter.

in situ combustion and the offshore power plant concept

Baxters ide, som han ursprungligen skrev om i en redaktion för samtalet i Januari, menar att offshore oljeplattformar, till exempel i Nordsjön, kan omvandlas till offshore kraftverk genom in situ-förbränning. In situ förbränning har använts i årtionden i olje-och gasindustrin för att extrahera tung olja; syre injiceras för att bränna kolväten i en behållare och därigenom tunna ut tungoljan och förånga lättare komponenter.

Baxters koncept tar processen ett steg längre; förbränning av kolväten i deras reservoarer kan ge den värme som krävs för att generera ånga, som sedan kan ledas till ytan för att driva turbiner för elproduktion. På detta sätt kan energipotentialen för återstående olje-och gasavlagringar utnyttjas utan att kolväten avlägsnas och släpper ut skadliga utsläpp i luften.

”hur det skulle fungera skulle vara, du skulle komprimera syreberikad luft i behållaren, och då skulle du inducera en brandfront”, säger Baxter. ”Så du antändar det med kolvätena som finns där nere, och sedan när eldfronten fortskrider, skulle du skära en linje för eldfronten. Vad jag skulle tänka mig är pannmatarvatten som går ner i ett inre rör, sedan kommer ut och cirkulerar tillbaka över en ring, och ringen är i kontakt med eldfronten. Så du förångar pannvattnet. Det tas sedan till ytan, och effektivt har du nu ånga för kraftproduktion.

” du måste DC-rätta till det och sedan skicka det i land. Jag kan se en viss synergi med offshore vindkraftverk – de har elektriska samlingsstationer där ute, som marskalkar de olika vindstationerna och sedan tar det i land. Min tanke var att ansluta sig till det.”

Baxter betonar att den här tanken är en produkt av utanför lådan tänkande och är avsedd att stimulera industri och akademisk diskussion. De pågående svårigheterna med CCS-utveckling gör det dock till ett attraktivt koncept, trots vissa stora osäkerheter om hur det skulle fungera i verkligheten.

ett alternativ till CCS?

utöver drivkraften bakom Keep it in the Ground-kampanjen inspirerades Baxter också delvis av bristerna i CCS-konceptet, vilket han anser för närvarande inte är livskraftigt med nuvarande teknikkostnader och lågt värde som tillskrivs CO2.

” det faktum att det är energiintensivt är lite självförgörande”, argumenterar han. ”Jag har arbetat med ett antal koldioxidavskiljningssystem, och för att vara ärlig med dig kunde jag inte se hur de skulle fungera. Det enda sättet jag kunde se koldioxidavskiljning fungera är om vårt samhälle skulle börja värdera kol mycket mer än vi gör just nu, eller om du sänker kostnaderna för koldioxidavskiljning, och i 30-udda år har jag inte sett den här typen av stegförändring i teknik som jag tror att du skulle behöva få nästan en storleksordning i besparingar.”

offshore-kraftverkskonceptet kan ha betydande fördelar jämfört med CCS. Till en början är den baserad på beprövad teknik som redan används inom olje-och gasindustrin, även om de skulle behöva utökas och anpassas för att byta till ångbaserad kraftproduktion.

alla kolväten skulle förbli i sina reservoarer och att ha den kraft som genereras på plats skulle mildra ineffektiviteten att transportera kolväten och CO2 fram och tillbaka mellan landkraftverk och avlägsna reservoarplatser.

förbränning av kolväten under jord kan också potentiellt bidra till att förlänga livslängden på mogna oljefält, ett uttalat mål för den brittiska regeringens strategi att maximera den ekonomiska återhämtningen från Nordsjön. ”Generellt när du överger ett oljefält är 30% av den ursprungliga oljan fortfarande på plats som du inte kan återhämta sig”, säger Baxter. ”Så kan du bränna ut det?”

ett berg att klättra: kan tanken verkligen fungera?

så tilltalande som Baxters ide låter på papper, kan det inte förnekas att det finns många utmaningar att ta itu med och osäkerheter att kvantifiera innan in situ-kraftproduktion kan uppnås vid olje-och gasfält. Bara ur ett tekniskt perspektiv beskriver Baxter utmaningarna som”ganska hårda”.

” den största av de tekniska problemen är hur mycket värme du kan få tillbaka, och vad är ödet för dina förbränningsprodukter?”han funderar. ”Kan dessa förbränningsprodukter på något sätt påverka integriteten hos den befintliga geologiska tätningen som håller oljan och gasen där inne? Brunnen skulle också ha några verkliga designöverväganden, även metallurgi av det, termisk tillväxt, alla sådana saker.”

finansiella utmaningar finns också i överflöd, med många kostnadsmultiplikatorer som kommer in i ekvationen. Att lägga undervattenskablar för kraftöverföring kan till exempel gå in i tiotals eller hundratals miljoner, medan undervattensändringar som ”peppar behållaren med många ångbrunnar” också kan vara enormt dyra, konstaterar Baxter.

tidig utveckling skulle sannolikt behöva ske på olje-och gasställen på land, där kostnaderna tenderar att vara lägre. Onshore pilotprojekt kan användas för att bedöma den tekniska genomförbarheten av processen och identifiera problem innan rampa upp mot offshore utplacering, en process Baxter säger sannolikt skulle ta ett decennium eller mer.

men varifrån skulle investeringen för ett så radikalt och dyrt koncept komma? Baxter tvivlar på att samordning av privata investeringar från en olikartad olje-och gassektor skulle vara tillräcklig, och därför skulle offentliga medel sannolikt behöva driva den omfattande testning som krävs för att validera tanken.

med tanke på det engagemang som skulle krävas finns det en uppenbar fråga: skulle det vara värt det? Behöver vi kolväten tillräckligt för att driva denna tanke snarare än att bara fortsätta övergången till förnybar energi, energilagring, efterfrågeflexibilitet och så vidare? Baxter medger Öppet att han inte har något svar på denna grundläggande fråga.

men med tanke på att Förenade kungarikets regering redan har spenderat mer än 100 miljoner kronor på misslyckade CCS-system, påpekar han att grundläggande valideringsundersökningar skulle kunna genomföras för bara en bråkdel av denna kostnad.

men i slutändan existerar störande tänkande av detta slag först för att stimulera konversation och debatt, och även om den här tanken blir för ambitiös för att vara realistisk, kan den fortfarande inspirera nyfikna sinnen att plocka upp facklan och föra den framåt på ett annat sätt.

” jag tror att jag är den enda som pratar om det”, säger Baxter med en skarp chuckle. ”Men om du har några blå himmel saker och du kan skriva upp det på ett tillgängligt sätt, kan du faktiskt spola ut lite intresse och det gnistor tankar från andra människor, som kanske vill ta upp det och titta på det.”