Какие профессии востребованы сегодня?
Подробнее
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
9 июня
Сколтех
1
1 899

Подтверждена безопасность захоронения парниковых газов

4.8

Профессор Сколтеха и его коллеги из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и норвежского института сейсмических наблюдений NORSAR провели эксперимент, который воспроизводит закачку углекислого газа под землю для борьбы с глобальным потеплением. Он показал — вопреки опасениям при соблюдении известных мер предосторожности захоронение парникового газа не вызовет техногенных землетрясений.

Подтверждена безопасность захоронения парниковых газов / ©Getty images

Исследование представлено в журнале Scientific Reports. Фиксация углерода — это связывание атмосферного углекислого газа в биомассе, например при посадке деревьев, или захоронении газа в подземных резервуарах, таких как истощенные нефтяные месторождения. Наряду с различными способами собственно сокращения выбросов парниковых газов, их фиксация — важный компонент стратегий сокращения углеродного следа. Однако закачка углекислого газа под землю вызывает дискуссии в связи с риском вызвать землетрясение.

«Наши эксперименты показывают, что при условии соблюдения разумных мер предосторожности и ограничении давления закачки вполне возможно безопасно захоранивать углекислый газ, не вызывая разрушительных землетрясений», — прокомментировал результаты исследования один из его авторов, профессор Сколтеха Сергей Станчиц.

В основе как этого исследования, проведенного на оборудовании Schlumberger в США, так и начатой Станчицем работы в Сколтехе лежат эксперименты с массивными кубическими образцами породы, в которых делается диагональный распил (см. фото), в результате чего получается модель двух сторон геологического разлома. К кубу со всех сторон прикладывается давление — оно имитирует силы, приводящие в движение плиты земной коры. Вместо углекислого газа через просверленные в блоке отверстия в породу закачивается под давлением силиконовое масло.

Кубометр песчаника, распиленный пополам, чтобы получились две пластины, которые могут наползать друг на друга / ©Scientific Reports

«Приложив неравное давление к разным граням блока из песчаника объемом около одного кубического метра, мы запустили лабораторный вариант тектоники плит, — рассказывает Станчиц. — „Плиты“ медленно поползли друг по другу, и чувствительные микрофоны на гранях куба стали фиксировать издаваемый ими шорох».

Сами по себе эти шумы ни о какой аномальной сейсмической активности не свидетельствуют. «В реальности тектонические плиты так себя и ведут: они не стоят на месте, — поясняет исследователь. — Проблемы появляются тогда, когда вместо плавного движения происходит зацеп, напряжение накапливается и затем мгновенно высвобождается: плиты в разломе резко проскальзывают, и мы наблюдаем землетрясение».

Ученые решили проверить, зарегистрируют ли микрофоны нечто большее, чем размеренное потрескивание породы, чтобы можно было говорить о настоящем, пусть и лабораторном, землетрясении. Но этого не произошло. «Тогда мы сделали то, чего в полевых условиях делать, конечно же, нельзя: мы закачали жидкость под тем же характерным для захоронения углекислого газа давлением, но уже в другую скважину, которая доходила до самого разлома, — продолжает Станчиц. — И как-то даже немного досадно было обнаружить, что плиты продолжили ползти с той же отнюдь не катастрофической скоростью».

Тогда ученые решили «докрутить» эксперимент в духе разрушителей легенд: «Мы подумали: ладно, пусть скважина будет первая — та, что не доходит 10 см до разлома — но давление мы повысим настолько, чтобы порода треснула. В реальном проекте по фиксации углерода этого стремились бы всеми силами избежать». Подобным образом нефтегазовые компании осуществляют так называемый гидроразрыв пласта, чтобы повысить приток трудноизвлекаемых углеводородов в скважину. Создаваемые таким способом трещины, кстати, нужны и в зеленой энергетике: чтобы получить доступ к возобновляемой геотермальной энергии недр.

В итоге песчаник треснул лишь после того, как исследователи подняли давление с 45 атмосфер, как в исходном эксперименте, до 180 атмосфер. Открылась трещина, ведущая из скважины в разлом, закачку прекратили. «Давление в скважине упало, и минут 10 все было тихо, но вскоре стало ясно, что как раз столько времени потребовалось жидкости, чтобы перераспределиться в разломе таким образом, чтобы, наконец, произошел проскок плит, который вполне можно считать лабораторным аналогом землетрясения», — говорит Станчиц, добавляя, что в полевых условиях энергия будущего землетрясения копилась бы порядка суток, если бы разрыв пласта произошел вблизи геологического разлома.

Суммируя результаты этого эффектного эксперимента, исследователь делает вывод, что захоронение углекислого газа в правильно подобранном месте и без превышения типичного для этого процесса давления безопасно и не должно вызывать землетрясений, просачивания газа в грунтовые воды или утечек в атмосферу. По-видимому, даже гидроразрыв пласта безопасен, если уделять должное внимание локальным геологическим особенностям и выбирать места, достаточно удаленные от разломов.

Авторы исследования убеждены, что подобные лабораторные эксперименты имеют большое значение для снижения расходов и рисков в связи с геологическими манипуляциями, которые осуществляются и для фиксации атмосферного углерода, и для добычи ископаемого топлива, и для получения геотермальной энергии. «Это не та задача, которую стоит решать методом проб и ошибок», — заключает Станчиц.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 16:00
Александр Березин

Новое видео из зоны боевых действий показывает работу систем HIMARS — колесных пусковых установок реактивной артиллерии американского производства. Впрочем, по ряду причин они не смогут оказать заметное влияние на боевые действия. Несмотря на это, их применение может привести к серьезной эскалации конфликта в ином плане.

23 июня
Мария Азарова

По словам главы Европейского космического агентства, если ранее сотрудничество с Россией лишь формально приостановили, то сделка с NASA по ExoMars будет означать окончательное прекращение партнерства.

Позавчера, 10:04
Сергей Васильев

Пятно AR3038 — сегодня самое крупное на Солнце — за сутки выросло еще сильнее и стало в два с половиной раза больше Земли.

Позавчера, 16:00
Александр Березин

Новое видео из зоны боевых действий показывает работу систем HIMARS — колесных пусковых установок реактивной артиллерии американского производства. Впрочем, по ряду причин они не смогут оказать заметное влияние на боевые действия. Несмотря на это, их применение может привести к серьезной эскалации конфликта в ином плане.

23 июня
Ольга Иванова

Международная команда ученых пришла к выводу, что несложный тест способен довольно точно предсказать, умрет ли человек в течение следующих семи лет. Правда, это касается лишь тех, кому за 50 лет.

23 июня
Сергей Васильев

Отправляя одного из сыновей в монастырь, родители ослабляют конкуренцию за ресурсы внутри семьи — и в результате имеют больше внуков.

2 июня
Алиса Гаджиева

Значительная часть научного сообщества отрицает само существование культуры Ацтатлан.

28 мая
Александр Березин

Флот продемонстрировал возможность наносить неперехватываемые ракетные удары на расстоянии, делающим его опасным для авианосных групп противника.

Позавчера, 16:00
Александр Березин

Новое видео из зоны боевых действий показывает работу систем HIMARS — колесных пусковых установок реактивной артиллерии американского производства. Впрочем, по ряду причин они не смогут оказать заметное влияние на боевые действия. Несмотря на это, их применение может привести к серьезной эскалации конфликта в ином плане.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

2 недели назад
-
0
+
Однако этот закачанный газ может при некоторых условиях вырваться в атмосферу.
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: