Проект, который позволит вести захоронение углекислого газа в горных породах в течение более 200 лет, разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 14 ноября сообщает пресс-служба вуза.

Решая задачу утилизации углекислого газа как основной составляющей парниковых газов (более 70%), ученые Пермского политеха предложили улавливать и хранить CO₂ для последующей переработки в горных породах с подземными водами.

Они разработали проект захоронения углекислого газа в одном из водоносных объектов на территории Пермского края, провели исследования и по их результатам рассчитали необходимые объемы и параметры хранилища и экономическую выгоду от реализации этого проекта.

Подробности о проекте разработчики представили в статье «Анализ оценки перспективности захоронения CO₂ в неизученных водоносных комплексах на примере объекта Пермского края», опубликованной в журнале «Записки Горного института», 2024 год.

Борьбу с глобальным потеплением, вызванным, как полагают, увеличением антропогенных выбросов парниковых газов, в настоящее время ведут по двум основным направлениям. Это сведение к минимуму количества источников выбросов и развитие технологий улавливания парниковых газов.

Первый путь сложен для реализации, так как переходить на возобновляемые источники энергии крупным предприятиям тяжело. Поэтому параллельно развиваются технологии улавливания и долговременного хранения углекислого газа.

Стать такими долговременными хранилищами CO₂ могут водоносные горизонты, располагающиеся ниже слоев горных пород. Однако они должны удовлетворять ряду требований. Породы этих горизонтов должны обладать пористостью и проницаемостью для газа, тогда как верхние породы, прикрывающие такой резервуар хранения, должны быть непроницаемы для углекислого газа и не вступать с ним в реакцию в присутствии воды. Это могут быть песчаники, аргиллит, алевролит и др.

Такое хранилище должно располагаться глубже 1 км — в этом случае давление достигает такой величины, что углекислый газ переходит в сверхкритическое состояние, когда пропадает различие между жидкой и газовой фазой.

Ученые ПНИПУ, выбрав объектом для хранения CO₂ не разрабатываемый в настоящее время водоносный комплекс нефтяных месторождений, разработали для него технологию хранения углекислого газа и рассчитали вместимость и финансовые затраты на создание и эксплуатацию хранилища.

Руководитель проекта АНО «Пермский НОЦ» Антон Козлов пояснил: «Мы провели серию лабораторных экспериментов для изучения физико-химических свойств образца воды с объекта и углекислого газа при изменяющихся условиях. Для этого газовую смесь и 4,6 мл воды закачали в специальную установку, которая предназначена для изучения поведения углеводородов при различных условиях».

В результате было установлено, что углекислый газ плохо растворяется в пластовой воде, поэтому при его закачке необходимо учитывать, что весь объем газа будет в пластовых условиях находиться в свободном состоянии.

Доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ, кандидат технических наук Павел Илюшин дополнил рассказ Козлова:

«Мы также рассчитали предполагаемые масштабы хранения газа на промышленном объекте. С вероятностью 90% объем коллектора составит не менее 103 177 тысяч м³. При улавливании 400 тысяч тонн углекислого газа в год закачка может продолжаться на протяжении 202 лет и составит 80,95 миллиона тонн».

Экологический эффект от реализации проекта использования водоносных горизонтов, предложенного учеными Пермского политеха, позволит снизить объем выбросов парниковых газов в атмосферу и сдержать развитие глобального потепления. Разработанная ими экономическая модель показывает все расходы по капитальным вложениям и операционным затратам, согласно которым срок окупаемости проекта составит 15 лет.