La cattura del carbonio rimane sfuggente

Il 1° ottobre, un impianto a carbone in West Virginia gestito da American Electric Power (AEP) è diventato la prima centrale elettrica negli Stati Uniti a pompare una parte delle sue emissioni di anidride carbonica nel sottosuolo. Allo stesso tempo, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sta incanalando miliardi di dollari di stimolo nella cattura e nel sequestro del carbonio. E FutureGen, un progetto sostenuto dal governo per costruire il primo impianto alimentato a carbone a emissioni zero, sembra destinato a risorgere dalle ceneri.

Cattura questo : Un impianto di cattura e sequestro del carbonio gestito da American Electric Power e Alstom presso la Mountaineer Power Plant a New Haven, WV.

A prima vista, sembra che la cattura e il sequestro del carbonio (CCS) stiano per trasformare in realtà il carbone pulito. Tuttavia, nessuna operazione CCS su scala commerciale è prossima al completamento negli Stati Uniti e fino a quando non verrà fissato un prezzo di mercato sull'anidride carbonica, gli esperti dicono che le cose non cambieranno.

Fino a quando non ci sarà un mercato, la tecnologia non decollerà, dice Howard Herzog , ingegnere di ricerca principale con la MIT Energy Initiative. È incredibile che ci siano tanti progetti in corso che ci sono oggi; sono tutti progetti di ricerca e sviluppo che vengono finanziati con sussidi.

L'American Recovery and Reinvestment Act del 2009 ha fornito 3,4 miliardi di dollari di finanziamenti federali per i progetti CCS, di cui 1 miliardo per FutureGen e oltre 1 miliardo di dollari per altre operazioni su scala commerciale. Eppure, anche con questi soldi, rimangono ostacoli significativi.

Ci sono una serie di sfide tecniche che devono essere superate, afferma Tom Williams, portavoce della società di servizi pubblici Duke Energy, che ha recentemente investito 17 milioni di dollari nella ricerca sulla cattura del carbonio in una centrale elettrica di gassificazione del carbone a Edwardsport, IN, e sta attualmente cercando finanziamenti federali per sviluppare ulteriormente la tecnologia di cattura e sequestro presso l'impianto. Le sfide di autorizzazione, le sfide di sequestro, le sfide geologiche e le sfide di efficienza devono essere tutte individuate, afferma Williams.

Una delle sfide geologiche affrontate da Duke Energy e da altri che stanno studiando in CCS è garantire che la pressione all'interno dei serbatoi in profondità sotto la superficie della terra non salga troppo quando viene iniettata l'anidride carbonica. Ci sono solo determinati livelli di sicurezza a cui puoi aumentare la pressione prima di entrare in problemi di sismicità, dice Herzog.

Ernest Majer , un sismologo del Lawrence Berkeley National Laboratory, a settembre ha informato i membri del Senato degli Stati Uniti su questi potenziali pericoli. Dice che il pompaggio di anidride carbonica liquida pressurizzata nel sottosuolo ha il potenziale di causare piccoli terremoti, anche se con una corretta selezione del sito e tassi di iniezione, questo non dovrebbe essere un problema. Se inietti grandi volumi in una faglia attiva, allora sì, avrai problemi, ma sono anni che iniettiamo acque reflue dai comuni senza problemi, dice. Devi solo ingegnerizzarlo correttamente.

In particolare, ciò significa implementare sistemi di monitoraggio affidabili per tracciare il movimento dell'anidride carbonica in profondità nel sottosuolo. I sensori utilizzati nei giacimenti di petrolio e gas sono ben sviluppati per questo scopo, anche se i sistemi di monitoraggio meno costosi renderebbero il sequestro dell'anidride carbonica per le centrali a carbone più competitivo in termini di costi.

Ogni volta che si posiziona un sensore a migliaia di piedi di profondità, è necessario perforare un pozzo che, a seconda della profondità e del diametro, può costare tra i 5 [milioni] e i 10 milioni di dollari, afferma Ken Humphreys, della FutureGen Alliance. Humphreys afferma che sono attualmente in fase di sviluppo sistemi meno costosi come i sensori acustici che monitorano il movimento dell'anidride carbonica dalla superficie.

Man mano che gli ingegneri sviluppano nuove tecnologie per la cattura e il sequestro del carbonio, le battute d'arresto tecniche potrebbero essere inevitabili. L'AEP, la società di servizi pubblici che ha iniziato a pompare il 2% delle sue emissioni di anidride carbonica nel sottosuolo il 1° ottobre, aveva sperato di iniziare il sequestro prima, ma il progetto è stato ritardato quando i sensori hanno mostrato un contenuto di umidità nell'anidride carbonica superiore al previsto. Se il gas liquefatto contiene troppa acqua, può formarsi acido carbonico, corrodendo i tubi di acciaio utilizzati per trasportarlo sottoterra.

Per portare il contenuto di acqua a un livello di sicurezza, AEP ha affermato che avrebbe dovuto raffreddare ulteriormente l'anidride carbonica per rimuovere l'acqua attraverso le precipitazioni prima di pomparla nel sottosuolo. Ulteriori test, tuttavia, hanno rivelato che il contenuto di umidità era stato letto male ed era effettivamente entro livelli di sicurezza.

Ci sono sicuramente problemi di dentizione nell'installarlo e farlo funzionare, afferma Gary Spitznogle di AEP. È solo la natura di un nuovo processo. Non tutto funziona correttamente nella prima iterazione.

La legislazione cap-and-trade che si sta facendo strada attraverso il Congresso potrebbe aiutare ad accelerare le soluzioni a molti dei problemi tecnici che CCS deve ancora affrontare. Ma una delle maggiori domande rimaste è se esistono serbatoi sufficienti per immagazzinare tutto il biossido di carbonio che potrebbe essere catturato.

I depositi di stoccaggio meglio studiati sono ex giacimenti di petrolio e gas ricoperti da strati di roccia non porosa che hanno tenuto i prodotti petrolchimici bloccati in profondità nel sottosuolo per milioni di anni. Tuttavia, su una stima di 3.947 gigatonnellate di capacità di stoccaggio di anidride carbonica negli Stati Uniti, solo l'1% è costituito da giacimenti di gas naturale e petrolio esauriti. La stragrande maggioranza della capacità - 3.630 gigatonnellate - è costituita da formazioni saline profonde che hanno ricevuto meno esame.

Siamo al punto in cui non ci sono problemi a produrre milioni di tonnellate all'anno, ma per risolvere il problema climatico dobbiamo fare miliardi di tonnellate o gigatonne all'anno e, su questa scala, lo stoccaggio diventa un vero problema, afferma Herzog.

Majer, del Lawrence Berkeley National Laboratory, afferma che i test su piccola scala come il progetto pilota di AEP faranno molto per determinare la fattibilità dello stoccaggio nelle falde acquifere saline. Non conosciamo ancora tutte le risposte, ma sappiamo praticamente come ottenere le risposte, dice. E chissà, la risposta potrebbe essere ancora, non funzionerà.

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