Jelentős föld alatti szén-dioxid tárolókapacitással rendelkezünk

A klímaváltozás elleni küzdelemben, a légkörbe kerülő üvegházgáz csökkentésére irányuló lépések között az elmúlt években egyre nagyobb figyelem fordult a szén-dioxid leválasztásának és föld alatti tárolásának (carbon dioxid capture and storage – CCS) lehetőségére. Habár a technológiának a kutatásában elsősorban Nagy-Britannia, Hollandia, Dánia és Norvégia jár az élen, Magyarországnak is komoly lehetőségei rejlenek ezen a téren.

A jelenlegi hazai kutatások, az Eötvös Lóránd Geofizikai Intézet (ELGI) keretein belül a potenciális tárolási kapacitás feltérképezésére irányulnak. Habár a hazai CCS-kutatások csak 3 éve kezdődtek, az ipar vagyis a kibocsátók részéről ma már igen nagy érdeklődés övezi ezt a kérdéskört.

A technológia lényege, hogy az ipari termelés során (pl. hőerőművek, vegyipar, cementgyártás) keletkező füstgázból kivonják a szén-dioxidot, és föld alatti tárolóba juttatják. A szén-dioxid nem csak a füstgázból nyerhető ki, de vannak olyan ipari eljárások, amely során eleve tiszta szén-dioxid keletkezik, így a tárolási célú leválasztás költsége minimális. A leválasztott, majd csővezetéken vagy más módon elszállított szén-dioxidot olyan geológiai formációban kell tárolni, ahol biztosított, hogy több évszázadon-évezreden keresztül nem indul meg a szivárgás.

Erre jelenleg három típusú terület tűnik alkalmasnak. Ilyen lehetőséget rejtenek a kimerült kőolaj- és földgázmezők. Mivel ezek a geológiai formációk évmilliókon keresztül csapdaként visszatartották a bennük lévő fluidumokat, alkalmasnak tűnnek a visszasajtolt szén-dioxid hosszú távú tárolására is. A szénhidrogén-mezőkkel kapcsolatos ilyen irányú kutatásokat általában nehezíti, hogy stratégiai jelentőségű területekről van szó, így az adatok jelentős része nem publikus. Magyarország ilyen szempontból kedvező helyzetben van, mert a Mol Zrt. 2007-ben bekapcsolódott a kutatásba, és az ELGI kutatóinak rendelkezésére bocsátotta az adatállományát. További potenciális tárolóhelyet jelentenek a mélyen fekvő sós vizes rétegek és a széntelepek.

Jelentős tárolókapacitással rendelkezünk

Magyarországon 2005-ben, egy Európai Uniós program keretében kezdődtek el a szén-dioxid föld alatti tárolásával kapcsolatos kutatások. Az eddigi felmérések alapján elmondható, hogy a legnagyobb tárolókapacitással – 3000-5000 millió tonna – a mélyen fekvő sósvizes rétegek rendelkeznek. Viszont ezek kevésbé kutatottak, így az adatok is kevésbé megbízhatók.

Jóval biztosabb adat áll rendelkezésre a szénhidrogénmezőkről. Ezek művelése és a feltárásukat megelőző vizsgálatok során rengeteg ismeret halmozódott fel, amely alapján pontos becslés adható a tárolókapacitásról. „A szénhidrogén-telepek esetében az elvi kapacitás 4-500 millió tonna. Viszont mivel nem minden telep alkalmas a széndioxid-tárolásra, továbbá Magyarországnak hosszú távú célja, hogy a régió egyfajta stratégiai gáztároló helye legyen, ezért a kimerült szénhidrogén formációk egy része a jövőben valószínűleg földgáztározó lesz, így a valós kapacitás 100-250 millió tonnának tekinthető. A harmadik, de kevésbé ígéretes helyül a széndioxid-tárolásra a mélyben lévő szenes rétegek mutatkoznak. Az elvi lehetséges kapacitásuk 100-500 millió tonna. A módszer jövőbeni lehetőségeit viszont többek között az korlátozza, hogy rossz áteresztőképességük miatt ezekbe a rétegekbe nehéz visszasajtolni a gázt” – mondta Falus György, az ELGI kutatója a National Geographic Onlinenak.

Mindhárom lehetőséget figyelembe véve, elmondható hogy igen tetemes méretű kapacitásról van szó, ha figyelembe vesszük, hogy Magyarország teljes széndioxid-kibocsátása 2006-ban mintegy 60, 5 millió tonna volt (ebbe beletartozik többek között a közlekedésből származó szén-dioxid is, amelyet viszont nem érint a CCS).

Ezekben a formációkban a tárolás elvileg akár több ezer éven keresztül biztosított. A szén-dioxid besajtolását követően ugyanis a gáz a földtani csapdákban, közvetlenül a nem áteresztő réteg alatt koncentrálódik, majd egy idő után a víz fokozatosan a mélybe oldja. Az így a formáció aljára süllyedt anyagra már nem hat olyan erő, ami felfelé hajtaná, vagyis ekkor már nem jelentkezhet szivárgás a felszínen. Ez a lesüllyedési folyamat néhány 100 vagy 1000 évet vesz igénybe.

Jelenleg működő projektek

1996-ban indult meg az első tárolási célú széndioxid-besajtolás

Nincs új a nap alatt – mondhatnánk, hiszen a szén-dioxid föld alatti tárolása valójában nem új technológia. Ilyen jellegű tevékenység már régóta folyik a világon: elsősorban a kimerülőben lévő szénhidrogén mezőknél alkalmazzák: a besajtolt szén-dioxiddal hajtják ki a „hagyományos módszerekkel” már nem kinyerhető kőolajat, földgázt. Ebben Magyarország is az elsők között volt: a MOL elődje már a hetvenes években alkalmazta ezt a módszert.

Viszont kifejezetten a légkörbe kerülő szén-dioxid mennyiségének csökkentésére, vagyis tárolási céllal elsőként Norvégia tett lépéseket ebbe az irányba. A StatoilHydro olajvállalat az Északi-tengerben lévő Sleipner kőolajmezőnél 1996 óta végez széndioxid-visszasajtolást. A tengerben, a víz alatti kőzetekbe visszajuttatott szén-dioxid mennyisége eddig mintegy nyolcmillió tonna. A 12 éve működő program során, a vállalat közlései szerint eddig nem tapasztaltak rendellenességet, szivárgást.

Magyarország geológiai adottságai kedvezők

A CCS kutatásban jelenleg Nagy-Britannia, Norvégia, Hollandia és Dánia járnak az élen. Ezek az országok már közel állnak a gyakorlati megvalósításhoz. Jelentős kutatás folyik még Franciaországban, Németországban és Lengyelországban is. A többi európai országban, akárcsak Magyarországon egyelőre legfeljebb a potenciális tárolóhelyek feltérképezése folyik. Egy komplex CCS-technológia kifejlesztése és birtoklása a közeljövőben igen komoly gazdasági hasznot hozhat az ebben élenjáró országoknak, hiszen ezek eladhatók lesznek olyan nagy kibocsátóknak, mint például Kína vagy India.

„Nagy-Britannia, Norvégia, Hollandia és Dánia földrajzi helyzetükből adódóan elsősorban a tenger alatti tárolás lehetőségeit kutatja, és ebben jár az élen. A szárazföldi tárolási lehetőségek terén viszont még messze nem ennyire előrehaladott a nemzetközi kutatás. Éppen ezért Magyarországnak érdemes lenne lépnie ebbe az irányba, és kihasználni ezt a még viszonylag szabad kutatási és piaci területet. Hazánk előnyét növeli a széndioxid-tárolás szempontjából kedvező geológiai adottság is” – tette hozzá Falus György.

Forrás: StatoilHydro

A CCS technológia legdrágább része a folyamat első lépese, a széndioxid-leválasztás. Az eddigi nemzetközi tapasztalatok alapján ez a teljes költség mintegy 70 százalékát teszi ki. A maradék 30 százalékon közel fele-fele arányban osztozik a szállítás és a besajtolás valamint ez utóbbihoz kapcsolódó monitoring. A szakértő elmondta, hogy a szállítás terén már viszonylag nagy tapasztalat halmozódott fel, ugyanis csak az Egyesült Államokban mintegy 3000 kilométer hosszú széndioxid-szállító csőhálózat üzemel évtizedek óta (ezek a kimerülőben lévő szénhidrogén-mezők termelésének növelését szolgálják). Ami a költségeket illeti, a tárolási célú CCS beindulásával a gerinchálózatok kiépítése várhatóan jelentős összeget emészt majd fel, de később a mellékvezetékek rácsatlakozása valamint a szállítás már nem jelent nagy költségnövelő tényezőt.

A szén-dioxid füstgázból történő gazdaságos leválasztása a jelenlegi technológiával legfeljebb 90 százalékos hatékonysággal lehetséges. A fennmaradó tíz százalék leválasztása már olyan nagy energiát és költséget igényel, hogy nem teszi gazdaságossá a tevékenységet. A leválasztásnak különböző módszerei vannak (égetés előtt vagy után választják le a szén-dioxidot) és ezek energiaigénye is eltérő, amit erősen befolyásol az erőmű hatásfoka is. A leválasztás átlagosan 10-30 százalék többletenergiát igényel.

Jelenleg egységes álláspont a szakértők körében, hogy a leválasztást olyan nagy hatásfokkal működő ipari létesítményeknél kell kezdeni, ahol a költség minimális. Például olyan ipari üzemeknél, ahol bizonyos eljárások során melléktermékként tiszta szén-dioxid vagy nagy széndioxid-koncentrációjú füstgáz keletkezik. Így ezeknél a leválasztás költsége minimális lenne.

Nem ez az egyetlen, üdvözítő megoldás

Falus György szerint a módszer ipari méretű gyakorlati beindulása (és tényleges hosszú távú tesztelése) nem tűnik túl távolinak, tekintve, hogy hazánkban – akárcsak a többi európai országban – mára már igencsak megnőtt az érdeklődés a szakma részéről, annak ellenére, hogy még alig 3-4 évvel ezelőtt, a kutatások beindulásakor a szakhatóságok és az ipar részéről egyaránt nagy értetlenség és érdektelenség fogadta ezt a kérdéskört.

Forrás: StatoilHydro

„A kutatások előrelendülését és a gyakorlati megvalósulást az is ösztönzi, hogy 2013-tól megváltozik az EU emissziókereskedelmi rendszere. Míg ma a kvótákat ingyen osztják ki az érintett vállalatok között, és csak annak kell bírságot fizetnie, aki meghaladja a számára előírt kibocsátási mennyiséget, az Európai Bizottság idén év elején hozott döntése alapján 2013-tól már a kvótáért, vagyis a teljes széndioxid-kibocsátásért fizetni kell.

„Habár a CCS a közeljövőben hatékony eszköz lehet a légkör széndioxid-koncentrációjának csökkentésében, nem hagyhatjuk figyelmen kívül, hogy ez csak egy lehetséges, de nem kizárólagos módja a klímaváltozás elleni küzdelemnek. Az üvegházhatású gázok csökkentéséhez több együttes lépésre van szükség. A megújuló energia növekvő aránya, az energiahatékonyság mind a termelés mind a fogyasztás terén, erdősítés és – bár sokan ellenzik – az atomenergia is mind-mind kulcsfontosságú összetevői ennek a tevékenységnek. Jelenleg komoly gondot okoz, hogy talán az anyagi források végessége miatt, ezek a megoldások versenyeznek egymással, mind a kutatás mind az alkalmazás terén, és nem egymás kiegészítőjeként, komplex megoldásként tekintünk rájuk” – hangsúlyozta Falus György.

Kapcsolódó cikkeink: