Sensation: CO2 kan omdannes til kalksten på rekordtid

Den globale opvarmning skyldes først og fremmest udledningen af drivhusgassen CO₂ i forbindelse med afbrændingen af fossile brændsler. En del af løsningen på klimaproblemet kan være at pumpe CO₂ ned i undergrunden, og nu har en gruppe forskere vist, at CO₂ kan forvandles til kalksten på så kort tid som to år.

Når CO₂ opløses i vand og sendes ned i den islandske undergrund, der består af den vulkanske bjergart basalt, går gasarten hurtigt i forbindelse med calcium fra basalten. Og så bliver den dernede.

»Vi har injiceret opløst CO₂ i basalt på Island, og den har reageret meget hurtigt med basalten. Inden for to år er 95 procent af den CO₂, vi har injiceret, blevet omdannet til calciumcarbonat – det man kender som kalkaflejringer i elkedlen. Vi har hurtigt fået omdannet CO₂'en til en bjergart, et meget stabilt materiale,« fortæller Knud Dideriksen, der er adjunkt på Nano-Science Center og på Kemisk Institut på Københavns Universitet, og som er en af forskerne bag den videnskabelige artikel i det anerkendte tidsskrift Science.

Pointen er, at forskerne nu på rekordtid har deponeret en mængde CO₂ ganske forsvarligt i undergrunden. De er kommet af med den, så den ikke bidrager til drivhuseffekten.

Den nye metode er hurtig og sikker

Der er ikke noget nyt i, at man kan begrænse den globale opvarmning ved at pumpe CO₂ ned i undergrunden. Det har vi tidligere skrevet om i artiklen 'CO₂ kan gemmes i undergrunden'.

Den overraskende nyhed er, at CO₂'en kan uskadeliggøres så hurtigt. Metoden med at opløses CO₂'en i vand først betyder også, at man ikke behøver at være nervøs for, at CO₂'en finder vej op til jordoverfladen igen, forklarer Knud Dideriksen:

»Med de nuværende metoder injicerer man ren CO₂ ned i gasfelter og dybe sedimenter. Her er problemet, at CO₂'en i lang tid er lettere end omgivelserne og har et potentiale til at stige opad. Så der skal være en forsegling af tæt, intakt aflejring for at minimere risikoen for, at CO₂'en kommer op til overfladen. Det betyder også, at man skal monitorere de steder, hvor man har injiceret CO₂, så man er sikker på, at det ikke slipper bort.«

»Vi har opløst CO₂'en, og så er den tungere end den væske, der allerede er dernede. Så den søger ikke opad. Opløsningen får bjergarten til at gå i opløsning og reagere med CO₂'en, så der hurtigt dannes calciumcarbonat, og så slipper man for at monitorere så længe.«

»Med vores metode er det hurtigt, effektivt og sikkert at injicere CO₂'en.«

Velkendt metode tager tusinder af år

Rundt omkring på kloden er der forsøg med at sende ren CO₂ i væskeform ned i undergrunden, men specielt når det gøres på land skal der holdes godt øje med, om CO₂'en nu siver op igen.

Hvis den gør det i stort omfang, er man jo lige vidt, og desuden kan store mængder opsivende CO₂ lægge sig som en dyne på jorden og slå planter ihjel lokalt – det har man set på steder med udsivende CO₂ fra vulkaner. Blandt andet derfor har der været modstand mod geologisk lagring af CO₂.

Koncentreret CO₂, der pumpes ned i sandstensformationer, bliver også til klippe. Men det tager lang tid, fortæller Niels Poulsen, der er seniorforsker hos De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS), og som har beskæftiget sig med geologisk lagring af CO₂ i mange år:

»I et sandstensreservoir tager det et sted mellem 1.000 og 10.000 år, afhængigt af den enkelte formation. I basalten kan CO₂'en ikke engang nå at komme op igennem sprækker. Den omdannes simpelthen for hurtigt. Det er en sensation, at det kan gå så stærkt.«

Niels Poulsen var ikke selv involveret i det aktuelle studie, men det var Knud Dideriksen fra Københavns Universitet, og han var også overrasket over resultatet:

»CO₂'en er omdannet meget hurtigere, end vi turde håbe på. Vi har haft nogle partnere, som har foretaget beregninger, der viste, at det måske kunne ske i løbet af 8-10 år, men det gik meget hurtigere. Det er vi jo glade for.«

Islændingene er i gang for alvor

I det islandske pilotprojekt 25 km øst for Reykjavik pumpede forskerne 230 tons opløst CO₂ mellem 400 og 800 meter ned i basalten – den bjergart, der er opstået, når lava fra vulkaner er størknet.

Vandet med den opløste CO₂ kunne nemt trænge igennem den meget porøse og finkornede basalt. Og bjergarten er rig på calcium, som CO₂'en gik i forbindelse med.

Forskerne forsynede CO₂'en med sporstoffer, så når de pumpede vandet op igen med jævne mellemrum, kunne de se, om det var den nedpumpede CO₂, der kom med op. Ved at se på CO₂-koncentrationen i vandet kunne de også beregne, hvor meget af den, der var forsvundet.

På et tidspunkt brød pumpen sammen, og forskerne fandt ud af, at den simpelthen var kalket fuldstændig til. Langt hurtigere end forventet var CO₂'en omdannet til calciumcarbonat.

Forskerne har også boret kalk op for at sikre sig, at det er den nedpumpede CO₂, der er forvandlet til calciumcarbonat. I mellemtiden er islændingene i fuld gang med at benytte teknikken i større omfang:

»Reykjavik Energi er allerede gået i gang med at pumpe CO₂ ned på samme måde. Her er planen at injicere 10.000 tons om året,« siger Knud Dideriksen.

Undergrunden rummer masser af basalt

Som en vulkansk ø har Island masser af basalt, men som forskerne skriver, er basalt en af de mest almindelige bjergarter på kloden – den findes i undergrunden mange steder. Forskerne peger for eksempel på kysten af det vestlige Nordamerika som et oplagt sted at injicere opløst CO₂.

Det kommer til at knibe i Danmark, som jo ikke er kendt for vulkaner, men andre steder i Europa skulle det nok kunne lade sig gøre, fortæller Niels Poulsen:

»I de lande, hvor man har forholdsvis unge vulkaner – som på Island – vil man garanteret kunne finde tilsvarende basalter, som man kunne bruge. Tyskerne har for eksempel en stor vulkan syd for Bonn, og italienerne har vulkaner, der stadig er aktive. Det vil være interessante steder at undersøge.«

Oplagt at indfange CO2 fra industrien

Teknikken til at indfange CO₂ fra elværker eller industri er velkendt, og der findes allerede anlæg rundt omkring på kloden. Nu står det oven i købet klart, at man kan sende CO₂ ned i basalt-undergrund, hvor den bliver til bjergarter i løbet af et par år.

Det burde stå klart, at fangst og lagring af CO₂, forkortet CCS for 'carbon capture and storage', har potentialet til at dæmpe den globale opvarmning, så vi kan købe os lidt tid i omstillingen til bæredygtig energi.

»I Danmark bevæger vi os hurtigt mod en fossilfri energiforsyning. Så jeg tror ikke, at CCS er nødvendig i forhold til energiproduktionen her, og det samme bør gælde i andre udviklede lande. Men mange udviklingslande vil være afhængige af kul længe endnu, og vi har en masse industri, vi ikke kan undvære – stål, cement, aluminium, gødning, papir og så videre – som udleder rigtig meget CO₂. Her ville det være interessant, hvis man kunne lagre den del af CO₂'en,« siger Niels Poulsen og fortsætter:

»I USA arbejder man på anlæg, hvor CO₂ indfanges direkte fra luften. Så kan man også tage hånd om CO₂ fra trafikken. Og hvis man har et kraftværk, der kører på biobrændsel som træflis eller træpiller, så bliver man CO₂-negativ – man mindsker atmosfærens indhold af CO₂ – hvis man indfanger og lagrer CO₂'en. Det har også en fremtid.«

CO2-lagring koster – men det gør global opvarmning også

Så kan man jo spørge, hvorfor man ikke i højere grad benytter sig af CCS for at imødekomme truslen fra den globale opvarmning. Svaret er, at det koster penge at indfange og nedpumpe CO₂'en.

Den nye metode, der er undersøgt på Island af det internationale hold af forskere, er umiddelbart dyrere end de nuværende metoder. Men når CO₂'en hurtigt forvandler sig til ufarlig og stabil kalksten, slipper man til gengæld for at skulle overvåge nedpumpningsstedet i mange år. På lang sigt kan den nye løsning måske vise sig billigere, siger Knud Dideriksen:

»Nu håber vi, at andre vil få øjnene op for, at dette er en bæredygtig løsning, som forhåbentlig også vil være til at betale.«

Niels Poulsen håber også, at metoden kan være med til at øge interessen for at pumpe CO₂ ned i undergrunden, og at politikerne får øjnene op for CSS:

»I dokumenterne fra internationale klimakonferencer, senest fra COP21 i Paris, står der, at man ikke kommer uden om CCS. Der er en politisk forståelse af, at man ikke kan undvære CCS, hvis man skal nå klimamålene.«

»Prisen for CO₂-fangst og CO₂-lagring er en hundrededel af den pris, vi skal betale, hvis vi ingenting gør. Hvis man intet gør, vil omkostningerne forbundet med klimaforandringerne være meget, meget større.«