Credito:FAPESP
Un insieme di tecnologie che dovrebbero avere i suoi primi risultati tra quattro anni è progettato per risolvere una delle più grandi sfide mondiali di esplorazione di petrolio e gas oggi:l'anidride carbonica (CO 2 ) e metano (CH 4 ) emissione in atmosfera.
L'innovazione, il risultato di un brevetto depositato nel 2018, consiste nell'iniettare la CO 2 e CH 4 che proviene dai pozzi durante l'estrazione del petrolio nelle caverne di sale come un modo per ridurre la quantità di gas di carbonio nelle emissioni.
La prima "caverna pilota" potrebbe essere pronta entro il 2022 ed è il risultato di studi effettuati presso il Centro Ricerche per l'Innovazione del Gas (RCGI), stabilito da FAPESP e Shell, con sede presso la Scuola Politecnica dell'Università di São Paulo (Poli-USP). Il RCGI è uno dei centri di ricerca ingegneristica (ERC) finanziati dalla São Paulo Research Foundation—FAPESP in collaborazione con le aziende.
"Questo è un concetto noto come Carbon Capture Storage (CCS). In questo caso, il CO 2 è immagazzinato in grandi caverne nello strato di sale stesso. Questo è forse uno dei modi migliori per ottenere energia pulita da un combustibile fossile durante il processo di produzione, " disse Giulio Meneghini, professore al Poli-USP e coordinatore RCGI.
Meneghini è stato uno dei relatori della prima giornata di sessioni tenute durante la FAPESP Week London, che si terrà a Londra dall'11 al 12 febbraio, 2019.
Il sito della caverna in cui verranno eseguiti i test iniziali non è ancora stato determinato, ma dovrebbe trovarsi in una delle aree che ospitano giacimenti di petrolio pre-sale. Durante questa prima fase, sarà probabilmente la metà delle dimensioni delle caverne che verranno utilizzate quando la tecnologia funzionerà a pieno regime:450 metri di altezza per 150 metri di larghezza.
Secondo Meneghini, Il Brasile sarà il primo posto al mondo a utilizzare questo concetto, e il modello potrebbe essere esportato in altri paesi. Oltre a immagazzinare CO 2 , la caverna può anche immagazzinare metano e separare i due gas usando la gravità. Dal momento che CH 4 , detto anche gas naturale, ha una densità inferiore, rimarrà nella parte alta della caverna per un eventuale uso successivo. L'anidride carbonica rimarrà nella parte inferiore.
Il ricercatore prevede che almeno i primi test di costruzione della caverna avranno luogo entro il 2022. Lo scenario più ottimistico prevede che il 2022 sarà l'anno in cui la caverna entrerà in funzione.
Cattura di gas di carbonio
"Ciò che è nuovo non è solo la caverna, ma le varie innovazioni che lo accompagnano, come separatori di gas supersonici, compressori progettati ottimizzando la topologia, e membrane di nanotubi di grafene utilizzate per separare i gas, " ha detto il ricercatore.
Il nuovo CO 2 i compressori sono vitali per il funzionamento del progetto, date le condizioni di estrema pressione che vi si trovano. Dalla stessa linea di galleggiamento, la distanza dalla superficie al fondo del mare è 2, 000 a 3, 000 metri di profondità. Questa e altre variabili lasciano il gas in quello che è noto come stato supercritico.
"Ha la densità di un liquido e la viscosità di un gas. Pertanto, è necessario un compressore progettato per quella specifica condizione. Abbiamo sviluppato una nuova metodologia che consiste nell'ottimizzare il compressore proprio alle condizioni del fluido supercritico, " disse Meneghini.
Un'altra tecnologia relativa alle caverne di anidride carbonica sono i separatori di gas. Anche a causa delle condizioni di pre-sale, per ciascuna composizione della miscela di CO . sono in fase di sviluppo i cosiddetti separatori supersonici a geometria variabile 2 e metano.
A parte quello, sono inoltre in fase di sviluppo membrane di nanotubi di grafene per separare i gas con la minor perdita di energia possibile.
La cattura del gas di carbonio può verificarsi anche durante la generazione di etanolo. "Il gas catturato può essere immagazzinato o utilizzato nell'industria alimentare, nella produzione di bevande gassate come la soda. Facendo questo, si possono ottenere valori di emissione negativi, " disse Meneghini, che ha spiegato che gli esperimenti sono ancora in corso su piccola scala.
Le tecnologie stanno emergendo in un contesto di crescente domanda di energia pro capite in tutto il mondo e la necessità di mitigare le emissioni alla luce del cambiamento climatico globale.
