Még biztonságosabbá és olcsóbbá kell tenni a szén-dioxid föld alatt tárolását

2008.06.26. 9:22

Egyre több európai országban mérlegelik annak lehetőségét, hogy az ipari létesítmények által kibocsátott szén-dioxid mennyiségét a gáz leválasztásával és föld alatti elhelyezésével mérsékeljék. Mint ahogy arról sorozatunk első részében beszámoltunk, a technológia újabb lehetőséget jelentene a klímaváltozás elleni küzdelemben. Sorozatunk második részében arra keressük a választ, hol és hogyan választható le a szén-dioxid, hová lehet elhelyezni, és mindez milyen kockázatokkal és költségekkel jár.

A Carbon Capture and Storage (CCS), vagyis a szén-dioxid leválasztásának és föld alatti elhelyezésének gondolata nem a klímaváltozás megelőzésére született meg. A technológia alapja fokozott olajkihozatal néven, az olajiparban látott napvilágot, ahol a lemerülő tárolókba azért sajtoltak szén-dioxidot, hogy ezzel "hajtsák ki" a más módon már nem kitermelhető kőolajat. Ehhez képest a CCS jóval bonyolultabb metódus, hiszen a földbe sajtolás előtt a szén-dioxidot a kibocsátási helyén előbb le kell választani, majd odaszállítani a megfelelő tároló helyre.

Az ipari tevékenységek során kibocsátott füstgáz hozzávetőlegesen 5-15% szén-dioxidot tartalmaz. Ennek leválasztására számos ígéretes megoldás körvonalazódik, ám ezek egyike sincs még úgy kidolgozva, hogy rutinszerűen alkalmazható legyen a nagyipari, erőművi gyakorlatban. A fejlesztések egyik fő csapásiránya az égetési folyamat után a forró füstgázból történő elkülönítés, míg egy másik elképzelés szerint a szenet még az égetési folyamat előtt leválasztanák. Ebben az esetben a földgázból az égetés előtt hidrogént és szén-dioxidot képeznének.

Szállítás

A leválasztott szén-dioxidot kétféleképpen lehetne a végleges tároló helyére szállítani: szárazjégként tartálykocsikban, tankhajókon vagy vonaton, illetve cseppfolyós állapotban csővezetékeken. A kettő közül a csővezetéki szállítás tűnik gazdaságosabbnak, hiszen óriási mennyiségek megmozgatásáról van szó: egy 500 MW-os széntüzelésű erőmű esetében, óránként 400 tonna szén-dioxid kibocsátással számolva, napi 9600 tonnányi elszállítandó gázt kapunk.

Tárolás

A leválasztott szén-dioxid tárolására többféle geológiai képződmény is alkalmas. A legalaposabban megkutatottak, ezért jelenleg legbiztonságosabbnak tekinthetők a már kimerült kőolaj- és földgáztelepek. Ezeknek a kőzettesteknek a viselkedése, tulajdonságai az évtizedes használat során már jól ismertté váltak, és a meglévő kőolajipari létesítmények, berendezések egy része felhasználható lenne a szén-dioxid besajtolására. A világon kísérleti jelleggel már több helyen is injektálnak szén-dioxidot kimerült kőolaj- és földgáztározókba, például Ausztriában (Atzbach-Schwanenstadt), Norvégiában (Snohvit), Németországban (Ketzin).

Egy másik tárolási lehetőség azok a széntelepek, amelyek nem alkalmasak bányászatra, mivel túl vékonyak, vagy túl mélyen helyezkednek el. A szén nagy fajlagos felülete miatt a szenes anyag könnyen meg tudja kötni a szén-dioxidot és egészen a bánya újbóli megnyitásáig képes azt tárolni. Emellett ezek a széntelepek gyakran tartalmaznak metánt, a földgáz egyik fontos komponensét, amelyet a besajtolt szén-dioxid képes lenne lecserélni és kiszorítani. Így a beinjektálásból gazdasági haszon is származhatna. Erre a technológiára is van működő példa: az Egyesült Államokban már két évtizede termelnek ki így több millió köbméter metánt 6000 kútból.

Forrás: Getty Images

A harmadik tárolási lehetőség az ún. sósvizes formációk, sósvizes aquiferek. Nagy elterjedésük és gyakoriságuk miatt ezek a mélyen elhelyezkedő, sós vizet tároló porózus kőzetek jelentik a legnagyobb elhelyezési potenciált. A szén-dioxid besajtolása ezekbe a rétegekbe megegyezik az olaj- és gázmezőknél alkalmazott megoldással. Az eddig említett tárolási módok közül a kutatók erről rendelkeznek a legkevesebb földtani ismerettel, létező példaként említhetjük az 1996 óta működő norvég tárolót, ahol évente 1 millió tonna szén-dioxidot préselnek az Északi-tenger 1000 méter mélyen fekvő sós vizes rétegeibe.

Biztonság

Bár a szén-dioxid föld alatti tárolására nem is egy példa akad a világon, annak hogy nagyméretű ipari alkalmazása még várat magára, nemcsak a műszaki problémák kiforratlansága az oka. Felmerül a kérdés ugyanis, hogy biztonságosnak tekinthető-e technológia. A szén-dioxid színtelen, szagtalan, nem robbanásveszélyes, nem gyúlékony anyag, ám nehezebb a levegőnél, ezért ha kiszabadul és észrevétlenül összegyűlik a mélyedésekben, völgyekben, akkor az ott tartózkodó élőlények fulladásos halálához vezethet.

A világ számos intézményében zajlanak kockázatelemzések, amelyek igyekeznek körbejárni a bizonytalanságot jelentő kérdéseket. Meg kell vizsgálni, hogy a tároló kőzetekben milyen fizikai kémiai folyamatok zajlanak le, milyen kölcsönhatások alakulhatnak ki a tárolás során, illetve milyen hatással lehet mindez az élővilágra. Fel kell tárni, hogy a tárolásra kiválasztott hely kellően távol van-e a földrengésveszélyes vidékektől. Előfordulhat-e szivárgás a szállítás, a besajtolás során, illetve módszereket kell kigondolni a besajtolt szén-dioxid hosszú távú megfigyelésére, a szivárgásmentesség ellenőrzésére.

Forrás: Getty Images

A kérdések egy része még nyitott. Egyesek úgy vélik, hogy a tengerek alatt lévő kőzetekben való tárolás kevésbé kockázatos, mint a szárazföldi. Egyrészt kisebb a gázszivárgás veszélye, hiszen a tengeri gázkutak fiatalabbak, korszerűbbek, másrészt, ha a partoktól sok-sok kilométerre mégis kiszabadul a gáz, a lakosság számára minimális a közvetlen egészségügyi kockázat. Mások arra mutatnak rá, hogy ha a hirtelen gázkiszabadulástól el is tekintünk, a műszaki tökéletlenségekből adódó kisméretű szivárgás miatt, a szén-dioxid történelmileg viszonylag rövid idő alatt ugyanúgy visszakerülhetne a légkörbe.

Költségek

Mind a leválasztás, mind a szállítás és tárolás többletenergia igénnyel jár, amely következtében a villamos áram ára megnövekedne. Számokat rendkívül nehéz mondani, hiszen az árnövekedés mértéke függ az erőmű típusától, a szállítás módjától, a tároló fajtájától egyaránt. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) Üvegházhatású Gázok Kutatás-Fejlesztési Programja keretében végzett felmérése, sok más vizsgálattal összhangban kimutatta, hogy a kibocsátott szén-dioxid leválasztása kWh-ként 1,3-3 Euró centtel emelné meg a villamos áram előállítási költségét.

Bizonytalanságok a technológia körül még jócskán vannak, ám az számokkal igazolható tény, hogy a szén-dioxid mennyisége a légkörben folyamatosan nő, és hosszú távon ez ellen valamit tenni kell. Jelenleg az európai kontinens a világ üvegházhatású gázok kibocsátásának 12-15%-át adja, és az Európai Bizottság 2007. március 9-én elfogadta az üvegházhatású gázok összeurópai szintű kibocsátásának az 1990-es szinthez képest legalább 20%-os visszafogását a következő 13 éves időtávban. Ennek egyik eleme, hogy 2015 után már minden újonnan épülő széntüzelésű erőműnek "leválasztásra kész" technológiával kellene megépülnie. Ezért is olyan fontos a kutatások minél szélesebb körű kiterjesztése.

A 2005-ös adatok szerint Magyarországon az energetikai ipar 30 millió tonna szén-dioxidot bocsát ki évente. Abban a kérdésben, hogy ennek csökkentésére érdemes-e hazánkban a CCS-technológia lehetőségét számításba venni, megoszlanak a vélemények. Cikkünk következő részében a hazai helyzetet tekintjük át a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, az Eötvös Loránd Geofizikai Intézet és a MOL illetékes szakembereinek segítségével.

KAPCSOLÓDÓ CIKK