글로벌 이산화탄소 (Co
상승 대기 Co 2 가 널리 받아 들여지 기 때문입니다 농도는 토지와 해수 온도를 높이는 데 책임이 있으며, 현대 사회의 웅대 한 도전은 인위적인 인위적 공동 안정화를위한 기술, 사회적, 정치적 틀을 찾는 것입니다. 배출.
Co 2 의 포트폴리오 내에서 안정화 전략, 유망한 기술 솔루션 중 하나는 탄소 캡처 및 격리 (CCS)이며, 이는 Co
전통적으로 CCS 연구는 고갈 된 석유/가스 저수지, 깊은 식염수 저수지 및 통지 할 수없는 석탄 이음새와 같은 퇴적 지질 학적 형성에 중점을 두었습니다 (Benson &Cole, 2008). 이들 퇴적 시스템은 일반적으로 훨씬 낮은 전도도 형성에 의해 겹쳐진 고도 전도성 저수지 암석으로 특징 지어지며, 후자는 효과적으로 Co 2 를 트랩한다. 폐기 저수지에서 탈출하는 것을 방지합니다.
퇴적암의 CC는 Co 2 에 효과적인 것으로 입증되었습니다. 저장, 그러한 형성은 어디에나 존재하지 않습니다. 결과적으로, 연구원들은 이제 CCS에 대한 비 전통적인 지질 학적 형성을 조사하고 있습니다. 유망한 암석 유형 중 하나는 홍수 현무암으로, 녹은 용암이 지표면을 가로 질러 흐르면 냉각 된 다음 단단합니다. 이 과정이 넓은 지역에 걸쳐 반복적으로 발생하면, 결과는 큰 화성 지방 (예를 들어 Deccan 트랩), 시베리아 트랩 (러시아) 및 컬럼비아 강 기저 소 그룹 (미국)이라고 불리는 개별 현무암 흐름 (이미지)의 계층 조립으로 인해 발생합니다.
현무암 형성에서 CC에 대한 동기는 Co <서브> 2 의 혼합물에 노출 될 때 칼슘, 마그네슘 및 철 이온을 방출하는 미네랄 조성이다. 그리고 물. 이들 이온이 물-코 2 에 들어가면 혼합물, 이들은 중탄산염 이온과 반응하여 탄산염 광물, 예를 들어 방해석을 형성한다. 이 과정은 Co
이러한 실험실 및 파일럿 규모의 실험은 유망한 결과를 보여 주지만 산업 규모의 구현으로의 전환에는 어려움이 있습니다. 예를 들어, 홍수 현무암 형성은 Pervasive Fracture 네트워크를 특징으로하며, 이는 Co 2 의 잠재적 경로입니다. 광물 화 전에 저수지를 피하기 위해. 또한 기술적 한계는 CCS (> 800m)에 필요한 깊이로 이러한 골절 네트워크를 완전히 매핑하는 능력을 배제합니다. 현무암 골절 네트워크의 전도도는 특별한 변동성을 나타 내기 때문에 이러한 불확실성은 더욱 복잡해집니다 (Jayne &Pollyea, 2018). 이러한 불확실성의 결과는 현무암 형성에서 CC의 위험 평가 모델이 상당한 오류가 발생하기 쉽다는 것입니다. 가장 최근의 논문에서, 우리는 홍수 현무암 형성이 Co 2 를 받아 들일 수있는 정도를 배우기 위해 확률 론적 (통계 기반) 시뮬레이션 방법을 구현 함으로써이 불확실성을 자산으로 바꿉니다. 기계적으로 안정적으로 남아있는 동안 주사.
이 연구는 미국 남동부 워싱턴 주에있는 Wallula Basalt Sequestration Plot Project를 기반으로합니다. 이 파일럿 프로젝트는 미국 에너지 부에 의해 현무암 격리 기술의 잠재력을 평가하기 위해 개발되었습니다. 2007 년에서 2013 년 사이에 Wallula 사이트는 광범위한 부위 특성화를 받았으며, 이는 주입 후 코어 샘플에서 광범위한 탄소 광물 화를 보여주는 소규모 테스트 주입으로 정점에 이르렀습니다 (McGrail et al., 2017). 홍수 현무암 형성에서 산업 규모의 CCS 운영을 테스트하기 위해, 우리는 Wallula 시추공의 현장 특성화 데이터를 Columbia River Plateau의 투과성에 대한 지구 적으로 분석하여 50 개의 가능성있는 이질적인 저수지를 포함하는 수치 모델링 실험을 결합했습니다.
우리는 각 co 2 를 실행했습니다 동일한 주입 압력에서 20 년 동안의 주사 모델은 단일 주입 우물로부터의 주입 전위가 0.1 내지 2 백만 미터 톤 (MMT) CO 2 범위라는 것을 발견했다. 연간 평균 값은 연간 ~ 0.8 mmt입니다. 참고로, 1,000 MW 가스 화력 발전소는 ~ 1.6 mmt Co 2 를 생성합니다. 연간 홍수 현무암 형성은 산업 규모의 CCS 운영에 우수한 주사 잠재력을 나타냅니다. 그러나 이러한 결과는 또한 주입 웰을 제대로 수행 할 수있는 가능성이 있음을 나타냅니다. 결과적으로, 우리의 모델링 연구는 CCS의 효능을 고려할 때 저수지 용량이 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문에 세부 저수지 특성화의 중요성을 보여줍니다.
이 연구는 또한 Co 2 의 앞쪽 가장자리에 열 변칙이 있음을 발견했습니다. 온도가 최대 4c까지 증가하는 깃털 (도 2). 이 가열은 Co
요약하면, Jayne et al. (2019)는 저수지 저장 용량 및 특징적인 유체 시스템 거동에 대한 중요한 정보를 제공하는 광범위한 정량적 데이터를 산출합니다. 그런 다음이 정보를 활용하여 운영 위험을 최소화하고 모니터링, 측정 및 검증을위한 현장 별 계획을 개발하기위한 정량적 프레임 워크를 개발할 수 있습니다. 격리. 이 연구는 Columbia River Basalt Group에만 해당되지만, 우리의 방법은 다른 지질 학적 형성에서 CCS와 관련된 불확실성을 결합시키는 데 활용 될 수 있습니다.
참조 : 
Matter, Juerg M., et al. "인위적인 이산화탄소 배출의 영구적 처분을위한 빠른 탄소 광물 화." 과학 352.6291 (2016) :1312-1314.
