Ученые из Китайского университета нефти и Института науки и технологий PipeChina предложили использовать действующие нефтегазовые трубопроводы для транспортировки углекислого газа. Такой подход способен ускорить развитие проектов по улавливанию и хранению CO2 и существенно снизить их стоимость.
Транспортировка углекислого газа является одной из главных задач современных технологий по снижению вредных выбросов. Улавливаемый на электростанциях и промышленных предприятиях CO2 необходимо доставить к месту хранения или дальнейшего использования на истощенных месторождениях. Трубопровод представляет собой наиболее эффективный и экономичный способ, но само его строительство требует колоссальных инвестиций и занимает много времени. При этом во многих странах, включая Китай, уже существует разветвленная сеть магистральных нефте- и газопроводов, которые можно переоборудовать для транспортировки CO2.
Однако просто переключить старые трубы на новую задачу невозможно. Углекислый газ обладает физико-химическими свойствами, сильно отличающимися от нефти и природного газа. При наличии даже небольшого количества воды он вызывает интенсивную коррозию. В случае утечки CO2 накапливается в низинах и создает угрозу удушья для людей и животных. А при резком падении давления газ мгновенно охлаждается до -78 oC, превращаясь в сухой лед, и вызывает риск разрушения труб и оборудования.
Чтобы оценить пригодность трубопровода к переоборудованию, китайские ученые предложили пошаговый алгоритм. Сначала анализируются дефекты, очаги коррозии, история эксплуатации и текущее состояние трубы. Затем моделируется поведение CO2 именно в этой системе, рассчитываются перепады давления и температуры, проверяется возможность нежелательных фазовых переходов. Отдельное внимание уделяется ударной вязкости и стойкости материала к распространению трещин, так как углекислый газ повышает риск хрупкого разрушения.
Ученые отмечают, что зоны последствий утечек CO2 принципиально отличаются от тех, что характерны для нефти или газа. Негорючий, но удушающий газ требует пересмотра понятия "зона повышенной опасности", а также новых правил установки запорной арматуры и систем контроля утечек.
Экономические расчеты показывают, что, несмотря на более высокие расходы на мониторинг и защиту от коррозии, переоборудование существующего трубопровода обходится в среднем на четверть дешевле по полному жизненному циклу, чем строительство новой магистрали.
В Китае пока нет действующих трубопроводов для CO2, но накоплен опыт конверсии магистралей под другие виды топлива. Нефтяные линии переводили на газ, а трубопроводы для нефтепродуктов использовали для транспортировки других химических веществ.
К тому же имеется богатый международный опыт конверсии. Например, в США эксплуатируется крупнейшая сеть трубопроводов для CO2, часть из которых была построена на базе старых газовых магистралей. В Великобритании газопровод длиной почти 280 км был переделан для транспортировки CO2 к месту подземного хранения. В Нидерландах старый газопровод превратили в канал поставок углекислого газа для тепличного хозяйства.
