一套有望在四年后取得首批成果的技術(shù)，旨在解決當今世界最大的油氣開(kāi)采挑戰之一：大氣中的二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)排放。這項創(chuàng )新是2018年申請的一項專(zhuān)利的成果，它包括將油井在采油過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳和甲烷注入鹽穴，以減少碳氣體的排放量。
第一個(gè)試驗洞穴可能在2022年建成，是由FAPESP和殼牌公司(Shell)建立的氣體創(chuàng )新研究中心(RCGI)進(jìn)行的研究成果，該研究中心總部位于圣保羅大學(xué)理工學(xué)院(Poli-USP)。RCGI是圣保羅研究基金會(huì )(FAPESP)與企業(yè)合作資助的工程研究中心(ERC)之一。
這就是碳捕獲存儲(CCS)的概念。在這種情況下，二氧化碳儲存在鹽層本身的大洞穴中。這可能是在生產(chǎn)過(guò)程中從化石燃料中獲取清潔能源的最佳途徑之一，Poli-USP教授、RCGI協(xié)調員胡里奧•梅尼吉尼(Julio Meneghini)說(shuō)。
2019年2月11日至12日，FAPESP倫敦周在倫敦舉行，梅尼吉尼是第一天的演講者之一。
進(jìn)行初步測試的巖洞的位置尚未確定，但預計將位于鹽下油田所在的地區之一。在這一初始階段，它的大小可能只有該技術(shù)滿(mǎn)負荷運行時(shí)使用的洞穴的一半：高450米，寬150米。
根據Meneghini的說(shuō)法，巴西將是世界上第一個(gè)使用這一概念的國家，該模型可以出口到其他國家。除了儲存二氧化碳，洞穴還可以?xún)Υ婕淄?，并利用重力將兩種氣體分離。由于CH4，也被稱(chēng)為天然氣，密度較低，它將保留在洞穴的頂部，以備以后使用。二氧化碳則會(huì )儲存在較低的部分。
研究人員預計，到2022年，至少會(huì )進(jìn)行初步的洞穴建造測試。最樂(lè )觀(guān)的預測是，2022年將是這個(gè)洞穴開(kāi)始運營(yíng)的第一年。
碳氣體捕獲
研究人員說(shuō)，不僅僅是洞穴，還有隨之而來(lái)的各種創(chuàng )新，比如超音速氣體分離器、優(yōu)化拓撲結構的壓縮機，以及用于分離氣體的石墨烯納米管薄膜。
考慮到那里的極端壓力條件，新的二氧化碳壓縮機對項目的運作至關(guān)重要。從水線(xiàn)到海底的距離是2000到3000米。這和其他變量使得氣體處于超臨界狀態(tài)。
它有液體的密度和氣體的粘度。因此，有必要為此專(zhuān)門(mén)設計一臺壓縮機。梅尼吉尼說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)了一種新的方法，可以精確地優(yōu)化壓縮機，使之適應超臨界流體的條件。”
與二氧化碳洞穴相關(guān)的另一項技術(shù)是氣體分離器。另外，由于鹽下條件的存在，人們正在為二氧化碳和甲烷混合物的每一種成分研制可變幾何形狀的超音速分離器。
除此之外，石墨烯納米管薄膜也被開(kāi)發(fā)出來(lái)以盡可能少的能量損失來(lái)分離氣體。
在乙醇生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì )發(fā)生碳氣體捕獲。捕獲的氣體可以?xún)Υ婊蛴糜谑称饭I(yè)，用于生產(chǎn)碳酸飲料。梅尼吉尼說(shuō)，通過(guò)這樣做，可以得到負的排放值。他解釋說(shuō)，實(shí)驗仍在小規模范圍內進(jìn)行。
這些技術(shù)是在全世界人均能源需求不斷增加，以及根據全球氣候變化需要減少排放的背景下出現的。
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