الصلابة الصخرية: حبس ثاني أكسيد الكربون

نمت كمية الأبحاث في مجال الاحتباس الحراري وكيفية الحد من تزايد ثاني أكسيد الكربون (_CO2) بشكل كبير على مدى السنوات الـ 15 الماضية. ويعد احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) أحد هذه المجالات المتنامية. لا يمكن أن ينجح احتجاز الكربون بدون طريقة لتخزين ثاني أكسيد _{الكربون} بأمان ومقبولة لعامة الناس، وقد طور فريق في أيسلندا طريقة تخزن 95% من ثاني أكسيد _{الكربون} المحتجز بأمان كمعادن كربونات حميدة بيئيًا في الصخور البازلتية، والأهم من ذلك أنها لا تسمح بالارتشاح مرة أخرى في الهواء. هذه الطريقة هي شكل جديد من أشكال الكربنة المعدنية (أي تحويل ثاني أكسيد _{الكربون} إلى معادن كربونات) عن طريق تفاعلات ثاني أكسيد الكربون _{والسوائل} الصخرية.

كانت الكربونات المعدنية في السابق محدودة بسبب المكامن المستخدمة لتخزين _ثاني أكسيد الكربون فيها. فالخزانات الحالية مثل مستودعات المياه الجوفية المالحة العميقة ومكامن النفط والغاز المستنفدة محدودة بسبب نقص معادن السيليكات الغنية بالكالسيوم والمغنيسيوم والحديد اللازمة لتكوين معادن الكربونات . ويستخدم الفريق الأيسلندي الصخور البازلتية الغنية بسيليكات المغنيسيوم والحديد وهي صخور تفاعلية للغاية. قام مشروع CarbFix في أيسلندا بحقن _ثاني أكسيد الكربون في الصخور البازلتية على شكل خليط غاز ثاني أكسيد الكربون- _H2S. وقد ضخوا 73 طناً من الخليط منها 55 طناً من ثاني أكسيد _{الكربون}. واستخدموا نظام حقن جديد لضمان عدم تسرب غاز ثاني أكسيد _{الكربون} الذي يتم ضخه. قام النظام بخلط غاز _CO2-H2Sمع الماء الجاري. وبمجرد أن يصبح _ثاني أكسيد الكربون قابلاً للذوبان يتوقف عن الطفو ويتفاعل مع صخور Ca-Mg-Fe.

مقطع عرضي جيولوجي لموقع حقن كاربفيكس. يتم حقن ثاني أكسيد _{الكربون وأكسيد}الهيدروجين المذاب بالكامل في الماء في بئر الحقن HN02 على عمق يتراوح بين 400 و540 متر. (المصدر: ساينس 10 يونيو 2016:
المجلد 352، العدد 6291، ص 1312-1314
DOI: 10.1126/science.aad8132)

كان الخزان الذي استخدمه الفريق ضحلًا ويقع على عمق 400 متر إلى 800 متر تحت السطح على بعد 25 كم شرق ريكيافيك بالقرب من محطة هيليشيدي للطاقة الحرارية الأرضية. ولاكتشاف ما حدث لغاز _ثاني أكسيد الكربون المحقون، قام الفريق بوسم الغاز بالكربون 14 (14C). وقد وجدوا أن أكثر من 95% من ثاني أكسيد _{الكربون} الذي تم حقنه في موقع كاربفيكس في أيسلندا قد تمعدن إلى معادن كربونية في أقل من عامين. وتعني حقيقة أن ثاني أكسيد _{الكربون} قد تحول بشكل أساسي إلى حجر أن مخاوف السلامة من تسرب ثاني _أكسيد الكربون قد خفت حدتها.

لا يُعد تحويل ثاني أكسيد _{الكربون} إلى صخور أرخص طريقة لتخزين غازات الاحتباس الحراري ويتطلب الكثير من الماء. ومع ذلك، فإن _H2Sمتوفر بكثرة في الغازات الحرارية الأرضية والغاز الحامض الغني بغاز ثاني أكسيد _{الكربون،} مما يتيح طريقة ممكنة للالتقاط. إن الطرق الحالية للالتقاط مكلفة ومن غير المرجح أن تصبح شائعة، ما لم تقم الحكومات بتخفيض تكاليف هذه العمليات. قد توفر هذه الطريقة حلاً لخفض انبعاثات ثاني أكسيد _{الكربون} البشرية المنشأ التي تعالج المخاوف الرئيسية المتعلقة بالهروب بعد التخزين.

المرجع (المراجع)

1. التمعدن السريع للكربون من أجل التخلص الدائم من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ
   بواسطة juerg m. matter, martin stute, Sandra ó. snæbjörnsdottir, eric H. oelkers, sigurdur r. gislason, edda s. أرادوتير، بيرغور سيغفوسون، إنغفي غونارسون، هولمفريدور سيغوردارداردوتير، إينار غونلاوغسون، غودني أكسيلسون، هيلجي أ. ألفريدسون، دومينيك وولف-بوينيش، كيفلوم ميسفين، ديانا فيرنانديز دي لا ريجويرا تايا، جينيفر هول، كنود ديديريكسين، والاس س. بروكر
   SCIENCE10 يونيو 2016 : 1312-1314 DOI: 10.1126/science.aad8132

انقر على TAGS للاطلاع على المقالات ذات الصلة :

الكربون | احتجاز الكربون | تغير المناخ | البيئة