• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.06.2022, 15:53
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
12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

11 июля, 12:37
Игорь Байдов

Наблюдения, проведенные космическим аппаратом NASA «Юнона», показали, что магнитное поле Юпитера и его мощная магнитосфера, заполненная ионизированным газом, могут порождать вблизи полюсов газового гиганта новый тип плазменных волн. Ничего подобного ранее ученые не фиксировали.

8 июля, 11:16
РНФ

Ученые предложили математический инструмент, позволяющий точно рассчитать условия стабильной работы систем фазовой автоподстройки частоты, используемых в устройствах связи и навигации. Такие системы синхронизируют параметры собственных сигналов устройства, например телефона, с поступающими на него сигналами, например, от Wi-Fi-роутера. Предложенный метод расчетов позволяет избежать неточностей, которые допускали ранее используемые подходы, и предлагает инженерам простые формулы, удобные для применения в реальных проектах. Это позволит предотвратить ошибки в работе приборов спутниковой навигации и беспроводной связи.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

8 июля, 13:00
ПНИПУ

Лампочки, фонари и неоновые вывески окружают нас повсюду. Они добавляют красок городскому пространству, создают домашний уют, обеспечивают безопасность на дорогах, позволяя нам отчетливо видеть окружающий мир в любое время суток. Ученые Пермского Политеха рассказали о разнице между тепловыми, диодными, газоразрядными лампочками и их применении в быту.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[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