tárolására alkalmasak. Gyakorlatilag évi 1 Mt
alatti CO2-leválasztás esetén lehetnek célmezők a
tárolásra. Ennél nagyobb éves leválasztás esetén a mély, sósvizes
tárolóterek alkalmasak a hosszabb besajtolási időszakú betárolás
megvalósítására.
A CO2-tárolás veszélyei
A CO2 föld alatti tárolásának veszélyei:
• CO2-szivárgás a felső rétegek felé, illetve az
atmoszférába;
• kisebb szeizmikus aktivitás, nyomásváltozás és a
tárolóbeli feszültségváltozások kisebb földrengéseket, vetőket és a
repedések újraaktiválódását hozhatják létre;
• földmozgás, süllyedés vagy feltolódás a
rezervoárbeli nyomásváltozás hatására;
• formációvíz átáramlása egy nyitott rezervoárból
egy másik formációba, esetleg édesvíztároló rétegbe.
A CO2-szivárgás a legfontosabb rizikófaktor
Jó csapdázódási mechanizmus és vastag fedőkőzet a CO2-tárolás
szempontjából magasabb biztonságot jelenthet. CO2-szivárgás
létrejöhet a fedőkőzet alkalmatlansága miatt, amelynek meg kellene
védenie a felsőbb rétegeket a CO2 felfelé migrálásától,
illetve az öreg kutakon keresztül, ha nincsenek megfelelő módon
ledugózva vagy felszámolva.
Kockázatok csökkentése
Mezőkiválasztás • A jó rezervoárparaméterek már fél sikert jelentenek
a kockázat csökkentésében. A legfontosabb feltétel, hogy a rezervoár
megfelelő (jól záró és jó geológiai és hidrodinamikai stabilitású)
fedőkőzettel legyen borítva. Természetesen nagy mennyiségű CO2
tárolásához fontos a nagy rezervoártérfogat, a nagy permeabilitás, a
relatíve kis hőmérséklet és a nagy nyomás.
A CO2 szuperkritikus vagy cseppfolyós
állapotban a legkisebb térfogatot veszi fel, így ezen feltételek
mellett érdemes betárolni. Ehhez legalább 80 bar nyomást kell
fenntartani és minél kisebb hőmérsékletet, mivel a folyadékállapot
csak 36 oC alatt alakítható ki. Persze efölötti hőmérsékleten,
szuperkritikus állapotban is jól tárolható, amihez nagyobb nyomás
szükséges.
Kútállapotok • Tökéletes kútkiképzéssel erősen
csökkenteni tudjuk a tárolóból történő szivárgás veszélyeit. A CO2-t
besajtoló kutak kialakításához új kutakat kell fúrni, és CO2-rezisztens
cementezést kell alkalmazni.
Tudjuk, hogy a szén-dioxid a hagyományos olajipari
cementet degradálja, vizes közegben a szénacél béléscsövek és
termelőcsövek súlyvesztéses korrózióját okozza, a meglévő kutak
szénacélcsövei pedig hagyományos olajipari cementtel készültek. Ennek
megfelelően ezeket a kutakat úgy kell biztonságba helyezni, hogy sem
az eredeti kútlétesítéskor használt csövek, sem pedig az azok
cementezésére használt hagyományos portlandcement ne kerüljön
kapcsolatba a betárolt szén-dioxiddal. Ezért a szénhidrogénmezők
esetén az öreg kutakat a tároló kialakításának elején fel kell
számolni, ill. biztonságba kell helyezni.
Az öreg kutak biztonságba helyezésénél a
béléscsövön szekciómarást kell végezni úgy, hogy a kimart szakasz
teteje a céltelep fedőjében, alja a céltelep feküjében legyen. A
céltelep fedőkőzete fölötti első számottevő zárókőzetben történjen új
szekciómarás és bővítés az érintetlen kőzetig, majd cementdugózás.
A monitoringrendszer részét képező megfigyelőkutak
esetében is újak létesítése ajánlott, bár lehet köztük esetleg már
meglévő kút is, feltéve, hogy a kút műszaki állapota tökéletes. Abból
a tényből kiindulva, hogy a magyarországi meglévő kútállomány jó része
öreg és csak rendkívül kis részük CO2-álló cementezésű,
ráadásul egyikben sincs CO2-rezisztens béléscső,
kényszerűen a besajtoló- és a megfigyelőkutaknak egyaránt újaknak kell
lenniük. A tároló üzemeltetése végén, amikor az feltelt, az összes
besajtolókutat is ajánlott felszámolni.
CO2-tároló rezervoár monitoringrendszere
A tárolóhelyen történő monitoringrendszer kialakítása a
kockázatkezelés rendkívül fontos része. A monitoring kialakításának
elsődleges célja az emberi élet biztonsága. A monitoringrendszer által
hitelesíteni lehet a betárolt CO2 mennyiségét és a
csapdázódási mechanizmust, továbbá a rendszer a tároló sérülése esetén
biztosíthatja a korai riasztást.
Az egzakt rezervoár monitoring végrehajtása
céljából erősen ajánlott a 4D szeizmikán alapuló modell kialakítása.
Ez gyakorlatilag a 3D szeizmikus mérés megfelelő időközönkénti
ismétlése és összevetése az előző mérésekkel. A mai, modern űrtechnika
korában a műholdas helymeghatározás úgyszintén tökéletes és
költséghatékony módja annak, hogy nyomon lehessen követni a besajtolt
CO2-test mélybeli elhelyezkedését a felszín kismértékű
morfológiaváltozásából. Ezeket a monitoring módszereket alkalmazzák az
algériai in-szaláhi (In Salah) gázmezőből leválasztott és besajtolt CO2-test
megfigyelésére (Monitoring CO2…, évszám nélkül).
Összefoglalás
Az eddigi vizsgálataink alapján Magyarországon az 1 Mt/év
leválasztásnál kisebb volumen esetén vannak olyan leművelt
szénhidrogénmezők, melyekben alkalmasint ki lehet alakítani a
CO2-tárolást, viszont az efeletti mennyiségek esetén mindenképpen a
mély, sósvizes tárolóterek jöhetnek csak szóba.
Az ilyen aquiferben történő tárolásnál a projekt
kivitelezése előtt a céltároló rétegnél meg kell valósítani egy (3D
szeizmikán és kutatófúrásokon alapuló) geológiai kutatási programot,
mellyel el lehet dönteni, hogy az adott aquifer alkalmas-e a CO2
hosszú távú biztonságos tárolására vagy sem. Ehhez természetesen
megfelelő anyagi háttér kell, amely kockázati tőke, hiszen a kutatási
eredmények szélső esetben azt a választ is adhatják, hogy a mélybeni
szerkezet nem megfelelő a tárolásra. Az anyagiakon kívül szükség van
még állami elhivatottságra és olyan törvényi háttérre is, amely
egyértelműen szabályozza a föld alatti CO2-tárolás körülményeit és a
tárolás befejezése utáni időszakra vonatkozó felelősséget.
Gazdaságossági vizsgálataink alapján 100 EUR körül
mozog 1 tonna CO2 leválasztásának és elhelyezésének
költsége. A CO2-kvóta jelenlegi (20 EUR körüli) árát
tekintve egy ilyen CCS-projektet külső támogatások nélkül nem lehet
veszteség nélkül megvalósítani. Az Európai Unió 2010-ben kiírt egy
pályázatot tizenkét európai demonstrációs CCS-projekt támogatására,
aminek a klímára gyakorolt hatása kismértékű, de forradalmi és
iránymutató lehet.
Kulcsszavak: CO2-leválasztás, CO2-tárolás,
olajipar, klímaváltozás, aquifer, mély, sósvizes tároló, leművelt
szénhidrogénmező, monitoring, CO2-kvóta
IRODALOM
Barnola, J.-M. – Raynaud, D. – Lorius, C.
– Barkov N. I.: Historical Carbon Dioxide Record from the Vostok Ice
Core. •
WEBCÍM >
Kubus Péter: CO2 Storage
Possibilities in Hungary. •
WEBCÍM >
Monitoring CO2 Underground in
In Salah •
WEBCÍM >
Tans, Pieter: Atmospheric CO2 at Mauna Loa
Observatory •
WEBCÍM >
|