Ученые из Саудовской Аравии проанализировали перспективы геологического хранения углекислого газа в соленых водоносных горизонтах, известных как аквиферы. Этот подход считается одним из самых многообещающих способов снижения выбросов парниковых газов.
Аквиферы представляют собой глубокие пористые породы, заполненные соленой водой, непригодной для питья или сельского хозяйства. Они широко распространены и обладают большим потенциалом для хранения CO2. На глубинах свыше 800 метров углекислый газ находится в сверхкритическом состоянии в виде плотного газа или жидкости. В таком виде он легко проникает в поры и может удерживаться в недрах разными способами. Например, CO2 способен растворяться в рассоле (солюбильное улавливание), вступать в химические реакции с породой и образовывать твердые минералы (минерализация), задерживаться в порах благодаря капиллярным силам или скапливаться под непроницаемыми слоями горных пород.
Изучая эти механизмы, исследователи из Университета нефти и минералов имени короля Фахда предложили использовать нанопузырьки CO2 для повышения эффективности хранения. Речь идет о пузырьках газа диаметром менее одного микрометра. В отличие от обычных пузырей, они не всплывают на поверхность и не лопаются быстро. Благодаря крайне малой плавучести и броуновскому движению нанопузырьки долго сохраняются в жидкости и могут равномерно проникать в пористую структуру породы. Высокая площадь поверхности способствует ускоренному растворению CO2 в рассоле и активизирует химические реакции с минералами. Кроме того, использование нанопузырьков может снизить потребность в предварительном сжатии газа, что удешевляет процесс закачки.
Технология пока находится на ранней стадии изучения. Эксперименты проводились в лабораторных условиях с очищенной водой, тогда как в реальных аквиферах CO2 взаимодействует с многокомпонентными солевыми растворами. Также пока неизвестно, как ведут себя нанопузырьки при высоком давлении и температуре, характерных для глубоких подземных пластов. К этому добавляется высокая стоимость таких экспериментов при отсутствии субсидий со стороны государства.
Несмотря на это, ученые из Саудовской Аравии уверены в высоком потенциале нанопузырьков при хранении CO2 и призывают научное сообщество к сотрудничеству, предлагая разработать единые стандарты оценки, усилить обмен данными между лабораториями и приступить к первым пилотным полевым испытаниям.
