szakaszában vélhetően jelentős szerepet játszhatnak
− tárolókapacitása csak korlátozott (Magyarország esetében ez
maximálisan mintegy 400−450 Mt, amely több mint negyven tároló
kapacitásából adódik össze). Ráadásul ezek az objektumok gyakran a
kibocsátóktól távol esnek. A leművelt szénhidrogén-tárolók esetében
további problémát jelenthet a nagyszámú, gyakran a CO2
tárolása szempontjából alkalmatlan, nem saválló cementezéssel
készített kút is.
Sósvizes rezervoárok
A leművelt szénhidrogén-előfordulásoknál lényegesen elterjedtebb
potenciális tároló objektumok az ún. sósvizes rezervoárok. A sósvizes
tárolókat porózus és áteresztő rezervoár kőzetekként definiálhatjuk,
melyek sós vizet tartalmaznak a pórusaikban. Ezek a kőzetek általában
a szokásos ivóvíztárolóknál mélyebben helyezkednek el, és vizük nagy
sótartalma és/vagy a nagy mélység miatt gazdaságosan nem
hasznosíthatók. Megjegyzendő, hogy sem Magyarországon, sem pedig az
Európai Unióban nincsen definiálva a ’sós víz’ fogalma.
Rendkívüli tárolási potenciáljuk miatt a sósvizes
rezervoárok a CO2-elhelyezéssel foglalkozó kutatások
homlokterébe kerültek. Az intenzív kutatást indokolja kisfokú
ismertségük is, különösen a leművelt szénhidrogéntelepekkel
kapcsolatos ismeretekhez képest.
A sósvizes rezervoárok esetében, annak érdekében,
hogy alkalmasak legyenek az ipari szén-dioxid hosszú távú, biztonságos
tárolására, az alábbi feltételek teljesülése szükséges (Chadwick et
al., 2007):
1. elég nagy a rezervoár porozitása, valamint
kiterjedése ahhoz, hogy elegendő mennyiségű szén-dioxidot tároljon,
2. eléggé szeparált az ivóvízként és termálvízként
használható vízbázistól,
3. valamint 0 permeabilitású, jól záró fedője van,
ami megakadályozza a szén-dioxid felfelé szivárgását.
A beinjektált szén-dioxid egy része oldódik a
vízben, valamint reakcióba léphet a kőzettel, egy része pedig karbonát
ásványként kicsapódhat. Ez az ásványképződés tovább csökkentheti a
fedő porozitását, ezzel együtt pedig a szén-dioxid elszivárgásának
mértékét is. Azonban a beoldódás és az ásványképződés folyamata igen
lassú, tíz-százéves időintervallumban lehet jelentősége, így a
kiszemelt sósvizes rezervoárnak e folyamatok lejátszódása nélkül is
alkalmasnak kell lennie a besajtolt szén-dioxid hosszú távú (több ezer
év) visszatartására. Ennek alapján a hazai sósvizes rezervoárok
számbavételekor és tárolókapacitásuk megbecsülésekor a beoldódás és
ásványképződés nélküli tárolókapacitást vettük
figyelembe. A becsült tárolókapacitás a szóba jövő magyarországi
formációk esetében összesen mintegy 2100−2700 Mt. Ez az érték a
formációk egészében elméletileg maximálisan tárolható CO2-mennyiséget
jelenti. A sósvizes formációkon belül az alsó pannon Szolnoki Formáció
tűnik a legperspektivikusabbnak
(2. ábra). Az
említett formáció elvi tárolókapacitása mintegy 1800−2200 Mt CO2.
A sósvizes rezervoárok CO2-tárolásra
történő hasznosítása során nem szabad figyelmen kívül hagyni a
rezervoárok geotermikus hasznosítási lehetőségét sem. Meg kell
vizsgálni azt is, hogy milyen mód nyílik a geotermikus és tárolási
tevékenység együttes megvalósítására.
Bányászatra alkalmatlan széntelepek
A tárolás földtani kockázatait a le nem bányászott kőszéntelepekben
való tárolás hosszú távú biztonsága és az alkalmazott technológia
környezetre gyakorolt hatásai jelenthetik.
Az ideális kőszéntelepi tároló földtani feltételei
az alábbiak:
• a kőszéntároló szerkezete homogén legyen;
• a körülvevő fedő és fekü képződményektől jól
elhatárolódjon;
• a törések és gyűrődések
minimálisan zavarják a telepet;
• permeabilitása 1−5 mDarcy vagy nagyobb;
• 300−1500 m mélységben helyezkedjen el;
• a kőszénelőfordulásban a telep vastagsága nagy és
homogén;
• hamutartalma alacsony;
• le nem bányászott kőszéntelep;
Magyarországon kilenc kőszénmedencét különböztetünk
meg (3. ábra),
melyek kora a jurától a felső miocénig terjed, a lignittől az
alacsony szénültségi fokú feketeszén állapotig. A magyarországi
kőszenek teleptani helyzete változó. Míg barnakőszeneink döntően 400
m-nél nem mélyebb fekvésűek, a felső miocén lignitek és jurakorú
feketekőszenek elterjedése a felszíntől több ezer méter mélységig
igazolt.
A széntelepek esetében a szén-dioxid tárolása
szempontjából a földtani adatok mellett csak a legfontosabb minőségi
adatok vizsgálata történt meg. A CO2-tárolás szempontjából
jelentős adatok (porozitás, permeabilitás, gáztartalom, gázösszetétel
és sokszor a talphőmérséklet) hiányoznak, nem is beszélve a telepes
csoportok hidrodinamikai jellemzéséről. A potenciális tárolók további
kutatása a hiányzó paraméterek pontosítását, a szerkezeti és
hidrodinamikai rendszer modellezését igényli.
A tárolás szempontjából egyik perspektivikus
előfordulás a jurakorú Mecseki Kőszén Formáció igen magas
metántartalmával lehet potenciális jelölt az ECBM (Enhanced Coal Bed
Methane − növelt hozamú metántermelés) technológia számára. Ismerve a
kőzet átlagosan nagyon alacsony áteresztőképességét, alacsony
porozitását, rendkívül alacsony víztartalmát és plasztikus
tulajdonságait, a CO2-tárolás esélyei a medence területén
általában kedvezőtlenek. Ugyanakkor a felső miocén eleji tektonikai
mozgások utóhatásai (mikrorengések) a feszültségtér változásaira
vezethetők vissza, ami azt is jelenti, hogy a nyomásos-húzásos
tektonika a medence egyes részein változó.
Másik potenciális tárolónak az Ajkai Kőszén
Formáció tűnik megfelelő mélysége és szénültsége alapján. A telepes
csoport fedő felé zárása a litológiai adatok alapján feltételezhető,
de a triász alaphegység karsztrendszere esetleges veszélyforrásként
értelmezhető. Az északi, legmélyebben fekvő Somlóvásárhelyi-medence
megkutatottsága igen alacsony, ezért a képződmény alkalmasságát csak
további kutatással és a kőzetfizikai paraméterek ismeretében lehet
meghatározni.
Legnagyobb területi elterjedésű potenciális
képződményünk az Újfalui Formáció, mely az Alföld és a Zala-, Dráva-,
Mura-medencék területén nagy mélységben is megtalálható. A mélyen
fekvő medencékben az eddigi ismeretek alapján általában vékonytelepek
várhatók. Veszélyforrást a szenes képződmények folytonosságának hiánya
és a közvetlenül érintkező homokos összleteken keresztül a besajtolt
gáz szivárgása jelenthet.
Előzetes becsléseink alapján a kőszenes
formációkban tárolható szén-dioxid mennyisége 75−110 Mt lehet. A
nagyfokú bizonytalanság és a viszonylag kis tárolási potenciál mellett
a szenes formációk tárolóként való hasznosítását egyelőre elvetettük.
Lesz-e Magyarországon
ipari szén-dioxid-visszasajtolás?
Bár Magyarország nem tartozik az Unió legnagyobb
szén-dioxid-kibocsátói közé, természeti adottságai, az
energiabiztonság szempontjából rendkívüli kitettsége és geopolitikai
pozíciója miatt komoly esélye lehet egy európai zászlóshajó projekt
hazai megvalósítására. Az európai támogatástól függetlenül, az uniós
jogszabályi környezet miatt szükséges a kérdéssel mélyrehatóan,
tudományos igényességgel foglalkozni.
A korábbi vizsgálatok alapján egyértelműen
kijelenthetők az alábbiak:
A magyarországi szénhidrogén-tárolókra vonatkozóan
a több évtizedes tapasztalatnak köszönhetően magas szintű ismeretekkel
rendelkezünk. Ezen ismeretek alapján megállapítható, hogy nincs
földtani, illetve műszaki akadálya az ipari szén-dioxid ilyen típusú
tárolásának. A gazdasági relevancia kérdése azonban további
vizsgálatokat igényel.
A sósvizes rezervoárok számbavétele európai és
hazai projektek keretében alapszinten megtörtént. Elvégeztük a
perspektivikus formációk kijelölését, amelyek közül a Szolnoki
Formáció bizonyult a legalkalmasabbnak további vizsgálatok
elvégzésére. Annak érdekében, hogy a kijelölt formációk tényleges
alkalmasságát bizonyítani lehessen, a következő területeken szükséges
az előrelépés:
• az általános földtudományi megismerési szint
növelése Magyarországon;
• a tárolókapacitás becslésének folyamatos
pontosítása, a kapacitással mint földi erőforrással történő
gazdálkodás szempontjainak kidolgozása;
• a potenciális tárolótérségek
alapállapot-felmérése, kapacitásának becslése, biztonsági szempontú
kockázatainak értékelése;
• a besajtolt CO2 és a környezet (kőzet,
fluidum, oldott anyag) kölcsönhatásának vizsgálata;
• a besajtolt CO2 nyomon követése a
tárolóban, a migráció vizsgálata, monitoring eljárások kidolgozása;
• az optimális tárolókiválasztás szakmai
szempontjainak kidolgozása a fentiekben elvégzett vizsgálatokra is
alapozva;
• a hosszú távú földtani stabilitás vizsgálata,
veszélyforrás-előrejelzés, értékelés (földrengés-veszélyeztetettség, a
rezervoár hosszú távú stabilitása stb.);
• a tároló stabilitásának biztonsági elemzését
elősegítő módszertan kidolgozása a hatások teljes körű elemzése
érdekében.
A CCS-technológia alkalmazásának egyik kritikus
része − vagyis a leválasztott CO2 föld alatti tárolása −
tekintetében Magyarországnak előnyös adottságai vannak. Az elmúlt
kilenc évben a hazai és európai kutatási projektek keretében végzett
előzetes áttekintő vizsgálatok kedvező eredményei mellett, a
Magyarországon több mint egy évszázada folyó földtudományi kutatásnak
és ezen belül a szénhidrogén-kutatásnak és -termelésnek köszönhetően
kivételes földtani tapasztalattal és tudásanyaggal rendelkezünk, amely
megalapozza a CO2-elhelyezés hosszú távon is biztonságos
megvalósításának lehetőségét.
Kulcsszavak: szén-dioxid-elhelyezés, leművelt szénhidrogén-tárolók,
sósvizes rezervoárok, klíma- és energiacsomag, tárolási potenciál
IRODALOM
Chadwick, Andy – Arts, R. – Bernstone, C.
et al. (eds.) (2007): Best Practice for the Storage of Co2 in Saline
Aquifers: Observations and Guidelines from the SACS and CO2STORE
Projects. •
WEBCÍM >
Juhász Györgyi (1992): A pannóniai s. l.
formációk térképezése az Alföldön: elterjedés, fácies és üledékes
környezet. (Pannonian S.L. Lithostratigraphic Units in The Hungarian
Plain: Distribution, Facies And Sedimentary Environments). Földtani
Közlöny/Acta Geologica Hungarica. 122, 2−4, 133−165.
Juhász Györgyi (1998): A magyarországi
neogén mélymedencék pannóniai képződményeinek litosztratigráfiája. In:
Bérczi István – Jámbor Áron (szerk.): Magyarország geológiai
képződményeinek rétegtana. Magyar Olajipari Részvénytársaság−Magyar
Állami Földtani Intézet, Budapest, 469–484.
Meinshausen, Malte (2006): What Does a 2°C
Target Mean for Greenhouse Gas Concentrations? A Brief Analysis Based
on Multi-Gas Emission Pathways and Several Climate Sensitivity
Uncertainty Estimates. . In: Schellnhuber, Hand Joachim – Cramer, W.
et al. (eds.): Avoiding Dangerous Climate Change. Cambridge University
Press, Cambridge, 265–280.
Murphy, James M. – Sexton, D. M. H. –
Barnett, D. N. et al. (2004): Quantification of Modelling
Uncertainties in a Large Ensemble of Climate Change Simulations.
Nature. 430, 768–772.
Petit, Jean Robert – Basile, I. –
Leruyuet, A. et al. 1997. Four Climate Cycles in Vostok Ice Core.
Nature. 387, 359–360.
Petit, Jean Robert – Jouzel, J. – Raynaud,
D. – Barkov, N. I. et al. (1999): Climate and Atmospheric History of
the Past 420,000 Years from the Vostok Ice Core, Antarctica. Nature.
399, 429–436.
Vangkilde-Pedersen, Thomas – Neele, F. –
Wójcicki, A. et al. (2008): Storage Capacity Standards. EU GeoCapacity
deliverable D24 (2008) 22.
Wigley, Tom M. L. – Raper, Sarah C.
B. (2001): Interpretation of High Projections for Global-Mean Warming.
Science. 293, 451–454. (amely cikk a Houghton, J. T. – Ding, Y. –
Griggs, D. J. et al. (eds.): Climate Change 2001: The Scientific
Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report
of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University
Press, Cambridge, Intergovernmental Panel on Climate Change (2001)
alapján készült)
|