Susan Hovorka berkata, “Jika orang ingin mengurangi emisi CO2 - Sambil menikmati manfaat bahan bakar fosil - alih-alih memancarkan, Anda dapat menangkap dan menyimpan. "
Di dunia yang semakin hangat, para ilmuwan sedang mempelajari teknik yang dikenal sebagai penangkapan dan penyimpanan karbon untuk mencegah pelepasan CO gas rumah kaca2 ke atmosfer Bumi dari pembangkit listrik tenaga batu bara dan industri lainnya. Idenya adalah untuk menangkap CO2 (karbon dixoide), dan pompa di bawah tanah. Ini adalah teknologi baru, yang perlu diterapkan pada skala global untuk membuat perbedaan dalam CO atmosfer2 tingkat pemanasan planet ini. Tapi di mana di Bumi bisa CO2 dari pembangkit listrik disimpan di bawah tanah? Dan apakah prosesnya aman dan efektif? Peneliti Susan Hovorka dari Biro Geologi Ekonomi Universitas Texas telah mempelajari banyak situs di Bumi tentang potensi mereka untuk penyimpanan karbon. Dia berbicara dengan EarthSky tentang sains terbaru tentang teknologi yang muncul ini. Wawancara ini dimungkinkan sebagian oleh Biro Geologi Ekonomi di University of Texas di Austin.
Susan Hovorka dan tim di Cranfield, situs penelitian penyimpanan Mississippi. Gambar milik Susan Hovorka
Anda telah mempelajari penangkapan dan penyimpanan karbon selama lebih dari satu dekade. Apa itu, dan mengapa itu sedang dipelajari?
Saat ini, ketika kita mengekstrak energi dari bahan bakar fosil, kita mengeluarkan CO produk sampingan2 dan uap air ke atmosfer. Uap air tidak mengganggu kita. Tapi CO2 tidak berputar secepat air. Bahkan, butuh beberapa dekade atau abad untuk kembali ke keseimbangan. Dan kami telah mengambil semakin banyak energi dari bahan bakar fosil.
Salah satu opsi kami - alih-alih memancarkan CO2 ke atmosfer - adalah untuk menangkap CO2 dan meletakkannya kembali di bawah tanah, dari mana bahan bakar fosil berasal, membuat lebih banyak dari loop tertutup dan menghindari penambahan CO2 ke atmosfer.
Kami menyukai bahan bakar fosil. Saya sendiri menikmati bahan bakar fosil dalam banyak cara: di mobil saya, di kompor saya, untuk menghasilkan listrik. Tetapi ada banyak dari kita di planet ini yang membutuhkan dan menggunakan energi. Efek kumulatif dari CO2 emisi di atmosfer negatif dalam hal dampak iklim dan dampak laut. Jadi jika kita menginginkan energi kita, tetapi kita tidak ingin menderita akibat dari menempatkan CO2 di atmosfer, kita perlu membuat pilihan untuk berubah.
Di situlah penangkapan karbon dan penyimpanan masuk. Alih-alih memancarkan CO2 ke atmosfer, kita dapat menangkapnya melalui sejumlah proses kimia yang berbeda. Anda melakukannya di sumber titik, seperti pembangkit listrik atau kilang yang menangani banyak emisi karbon. Anda menangkapnya dengan proses kimia dan kompres CO2 Kepadatan tinggi. Dan kemudian Anda mengirimnya ke tempat yang aman dan aman untuk menyuntikkannya ke bawah permukaan.
Model sederhana CO2 injeksi. Gambar milik Susan Hovorka
Banyak penelitian kami di Biro Geologi Ekonomi Universitas Texas dalam mengidentifikasi tempat-tempat aman tersebut. Dan kami memberikan informasi yang perlu regulator dan investor dan pembuat kebijakan untuk memastikan bahwa tempat itu aman.
Apakah ada cukup tempat di bawah tanah untuk menyimpan karbon pada skala yang dibutuhkan untuk membuat perbedaan CO atmosfer2 konsentrasi?
Pasti ada cukup ruang di bawah tanah. Banyak orang menganggap Bumi benar-benar solid, dan tidak akan ada ruang di Bumi yang kokoh. Orang-orang berpikir bahwa injeksi membutuhkan ruang seperti gua atau penggalian. Tapi ruang yang kita hadapi di sini adalah ruang di antara butiran pasir.
Jadi ini seperti perumpamaan tentang gajah dan semut. Banyak semut yang bisa menggerakkan gajah. Ruang-ruang di antara butiran pasir adalah ruang kecil, tetapi ada banyak di antaranya - di kerak bumi setebal kilometer di banyak tempat. Kami tahu ruang-ruang ini dengan sangat baik karena kami mendapatkan sumber daya seperti air, minyak, dan gas dari penyimpanan ini di Bumi.
Jadi kita tahu seberapa cepat sumber daya ini bisa keluar dari Bumi. Kami juga tahu cukup banyak tentang meletakkan segala sesuatu kembali ke Bumi. Di banyak tempat, kami telah mengembalikan cairan ke bawah permukaan. Misalnya, jika air diekstraksi dari bawah permukaan selama operasi ladang minyak atau dari limbah industri dan kota, dan kami tidak ingin mengganggu permukaan, kami mendaur ulang atau mengembalikan air. Kami tahu bagaimana melakukan ini.
Dengan cara yang sama, ketika kita mengekstraksi karbon sebagai bahan bakar fosil, kita perlu belajar bagaimana menempatkan karbon, ketika karbon dioksida kembali ke ruang yang sama dengan tempat asalnya.
Ada banyak penelitian ekstensif yang dilakukan, yang didanai oleh Departemen Energi AS dan pemerintah lain seperti Australia, Uni Eropa, Jepang, dan China. Jawaban dari semua pemerintah ini, didukung oleh banyak penelitian, adalah bahwa ada ruang bawah tanah untuk penyimpanan karbon. Kita para ilmuwan mungkin bertengkar tentang berapa banyak dan persis apa ruang terbaik itu. Tetapi masalahnya adalah tidak ada ruang yang cukup.
Seberapa baik para ilmuwan tahu apa yang akan terjadi pada CO2 disimpan di bawah tanah?
Pertanyaan ini adalah fokus penelitian kami. Kami melakukan percobaan di mana kami menyuntikkan CO dalam volume kecil atau besar2 ke dalam array yang padat ini, seperti yang digambarkan di Cranfield, Mississippi, tempat kami mengamati apa yang terjadi. Jawaban singkatnya adalah kita tahu betul apa yang terjadi pada cairan di bawah permukaan.
Kami dapat membuat beberapa prediksi. Ketika CO2 disuntikkan di bawah permukaan pada tekanan yang cukup, itu memindahkan air keluar di ruang pori - ruang antara butiran pasir. Berapa banyak energi yang diperlukan untuk memindahkan air tergantung pada apa yang kita sebut permeabilitas, betapa mudahnya cairan bisa bergerak. Ini adalah sesuatu yang dapat kita ukur di laboratorium atau kita dapat mengukur dengan menguji sumur.
Lalu kita tahu berapa banyak energi yang kita butuhkan untuk memasukkannya, dan kita dapat merencanakannya dan memastikan bahwa itu aman. Kami memasukkan sejumlah energi yang berada di bawah kekuatan batu, sama seperti masalah teknik lainnya. Kami menggunakan pendekatan teknik untuk mengukur kekuatan batu dan untuk mengetahui berapa banyak tekanan akan terlalu banyak.
CO2 bergerak di bawah tanah. Bergerak sebagian besar ke samping, lateral melalui batuan bedded. Itu mencoba naik dengan apung, itu kurang padat daripada air. Ia akan naik ke atas seperti halnya minyak dan gas, tetapi ia terjebak pada lapisan permeabilitas rendah. Anda bisa menganggap lapisan ini tidak kedap air, seperti piring tempat Anda makan malam. Cairan tidak akan melewatinya. Lapisan-lapisan itu menjebak CO2 di bawah mereka.
Membuat pengukuran bawah permukaan - di dalam truk logging di sebuah lokasi penelitian di Cranfield, Mississippi (kawat ada pada instrumen penurun gulungan ke dalam sumur). Gambar milik Susan Hovorka
Apakah aman untuk menyimpan CO dalam jumlah besar?2 bawah tanah? Apa yang dikatakan sains?
Masalah teknis yang signifikan seperti menyuntikkan CO dalam jumlah besar2 bawah tanah membutuhkan penilaian yang ketat. Itu bisa tidak aman jika dilakukan tanpa pertimbangan, atau tanpa perhatian, atau tanpa pengawasan yang benar dalam bidang teknik dan geologi. Ini tidak terlalu sulit untuk dilakukan dengan benar. Injeksi cairan bawah tanah telah dilakukan selama sekitar satu abad.
Kami di sini di Biro Geologi Ekonomi telah terlibat dalam lima proyek jadi di mana kami melakukan penelitian ekstensif dengan tim internasional besar. Kami melakukan tes di CO tertua2 situs injeksi di dunia, SACROC Field di Scurry County, Texas. Rekan-rekan saya Katherine Romanak dan Rebecca Smyth keluar dan mengukur kualitas air tanah untuk melihat apakah air tanah telah rusak oleh puluhan tahun injeksi dalam. Jawaban mereka adalah, tidak, tidak ada salahnya. Bahkan, air tanah di SACROC sedikit lebih baik daripada daerah sekitarnya, sebagian karena investasi yang dilakukan untuk kegiatan injeksi. Ini operasi yang bersih, dan air tanahnya tidak rusak.
Kami juga telah bekerja dengan perusahaan Denbury Resources, yang menyuntikkan CO2 di sebuah situs di Mississippi bernama Cranfield. Dan kami telah melakukan proyek pemantauan skala besar. Sekarang sudah ada 3,5 juta ton disuntikkan selama sekitar empat tahun. Kami memiliki pengukuran intensif dan mendalam dari bawah permukaan, dari air tanah, dari permukaan yang menunjukkan CO2 dipertahankan. Tidak ada salahnya dilakukan.
Jika orang ingin mengurangi emisi CO mereka2 ke atmosfer Bumi - sambil tetap menikmati manfaat bahan bakar fosil - salah satu kemungkinan dunia nyata adalah bahwa, alih-alih memancarkan, Anda dapat menangkap dan menyimpan.
Yang harus Anda lakukan adalah membayarnya.
Ini adalah keputusan pribadi dan finansial yang kami butuhkan untuk menjadikannya sebagai komunitas konsumen energi. Tetapi kemungkinan itu sepenuhnya tersedia bagi kita, untuk bergerak maju pada opsi ini.