• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.06.2022
Сколтех
1
2 056

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 / Автор: Дмитрий Жуков

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
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:15
РНФ

Ученые описали новый для науки вид пескарей из бассейна реки Урал и потому назвали его Gobio uralensis. Оказалось, что этот вид по внешним признакам (морфологии) наиболее близок к волжскому пескарю, обитающему на территории Европейской части России, а генетически — к маркакольскому, населяющему реки Казахстана и Китая. Это может говорить о том, что уральский пескарь появился в далеком прошлом в результате гибридизации европейских и азиатских линий пескарей.

Вчера, 12:57
Юлия Трепалина

После тяжелого эмоционального потрясения, например развода или потери близкого человека, у некоторых людей может возникать кардиомиопатия такоцубо, также известная как стрессовая кардиомиопатия, или «синдромом разбитого сердца». Хотя это состояние, напоминающее симптомами сердечный приступ, чаще встречается у женщин, новое исследование показало, что для мужчин оно вдвое смертоноснее.

Вчера, 20:59
Татьяна

В Бразилии проживает более 200 миллионов человек, немалую долю которых занимают потомки иммигрантов. Колонизация с XV по XX века считается самым масштабным переселением народов в истории. Порядка пяти миллионов человек переселились туда из Европы. Столько же насильно переместили с Африканского континента. Сегодня бразильцы — это наиболее генетически разнородная нация, и одна из самых малоизученных. Поэтому неудивительно, что новая работа по результатам полногеномного анализа населения принесла целый ряд открытий.

11 мая
Редакция Naked Science

Мохаммад Х. Аттаран (Mohammad H. Attaran) — концепт-дизайнер и цифровой художник, работающий в Великобритании. В своих проектах он сочетает эстетику научной фантастики с элементами, вдохновлёнными природой, особенно анатомией насекомых. Его машины, мехи и транспортные средства выглядят одновременно инопланетно и инженерно достоверно. Ну или почти.

Позавчера, 11:02
ФизТех

Ученые из МФТИ и МГУ провели важное исследование фундаментальных законов природы, значительно расширив возможности одного из самых перспективных инструментов для исследования М-теории — гипотетической «теории всего». Они обобщили математический метод, известный как три-векторные деформации, на полные, без каких-либо упрощений, уравнения 11-мерной супергравитации в рамках исключительной теории поля. Результатом стали явные «рецепты» того, как можно систематически изменять (или «деформировать») геометрию и поля любого известного 11-мерного пространства-времени, чтобы получить новые, ранее неизвестные решения, подчиняющиеся тем же элегантным алгебраическим условиям, что и в более простых случаях.

Вчера, 14:40
Николай Цыгикало

Сегодня исполнилось 38 лет с момента первого летного испытания последнего советского космического гиганта — сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия». Ее запустили 15 мая 1987 года. Технически успешный проект дошел до полностью рабочего изделия, безупречно выполнившего два испытательных полета. Но так и не дошел до летной эксплуатации по причинам, от него уже не зависевшим. А запуск ракеты прошел тогда безупречно, хотя и не без особенностей — и одним из участников этих испытаний был автор Naked Science. Но обо всем по порядку.

6 мая
Редакция Naked Science

Да, с волосами и люком все так. У космонавта Суниты Уильямс волосы на МКС плавали свободно, а у Кэти Пэрри и прочих в полете 14 апреля 2025 года — нет. Но это не значит, что суборбитального космического полета первого чисто женского экипажа не было или что он был инсценировкой. Причем, в общем-то, чтобы понять это, даже не нужно обладать специальными знаниями.

6 мая
Березин Александр

Мощнейшее отключение электроэнергии за последние 20 лет истории Европы случилось уже неделю назад, а испанские власти пока так и не объявили о его причинах. Это логично: как мы покажем ниже, ответ на вопрос, кто виноват, получится очень неполиткорректным. И, более того, противоречащим линии правящей в Испании партии. Но мы живем за тысячи километров от нее, поэтому можем себе позволить аполитичный анализ случившегося. Так что же произошло на самом деле и каковы наши шансы увидеть подобное у себя дома?

2 мая
Unitsky String Technologies Inc.

Инженеры компании UST Inc. разработали передовой рельсовый беспилотник, способный передвигаться на скорости до 500 километров в час. Юнибус U5-75304 предназначен для перевозки пассажиров и может в перспективе заменить среднемагистральную авиацию. Давайте узнаем, как конструктивные особенности обеспечивают продолжительное движение на больших скоростях, комфорт и безопасность пассажирам.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
-
0
+
Однако этот закачанный газ может при некоторых условиях вырваться в атмосферу.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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
Закрыть
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