Drivhusgass forvandles til stein

Hvis du lurer på hva som skjer med all drivhusgassen som pumpes ned i havbunnen, kan geologene berolige deg: Lagringen er sikker. I løpet av noen hundre år blir all drivhusgassen forvandlet til stein.

LØNNSOMT: – Jo mer drivhusgass oljeselskapene pumper ned i oljereservoarene, desto mer olje kan komme opp igjen, forteller professor Per Aagaard ved Institutt for geofag. Illustrasjon: Statoil

Mange eksperter mener at økningen av drivhusgassen karbondioksid, som skyldes bruk av olje og gass, er et av de viktigste bidragene til den globale oppvarmingen.

På nittitallet ble oljeselskapene på norsk sokkel truet med gigantbøter hvis de slapp ut for mye karbondioksid. Det var da Statoil på Sleipner-feltet i Nordsjøen, som de første i verden, begynte å lagre denne drivhusgassen i havbunnen.

I løpet av tre år på slutten av nittitallet ble vel tre millioner kubikkmeter karbondioksid pumpet tusen meter under havbunnen. Dette tilsvarte tre prosent av det samlede norske utslippet av karbondioksid.

Målinger til oljeselskapet viser at drivhusgassen langsomt steg 250 meter oppover løsmassene. Men så kom ikke gassen videre fordi den stanget mot et tett leirlag uten sprekker.

For flere av oljefeltene på den norske kontinentalsokkelen er det teknisk sett også mulig å kombinere denne lagringsmetoden med økt utvinning. Oljeselskapene oppnår da to ting: De kan kvitte seg med drivhusgassen samtidig som de bruker drivhusgassen til å presse opp enda mer olje.

STORT LAGER: – Norsk sokkel har volum nok til å lagre hele det samlete europeiske utslippet av karbondioksid fra kraftverk de neste 800 årene, hevder professor Per Aagaard . Foto Ola Sæther

Sikker lagring

Professor Per Aagaard på Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo var interessert i å forske på hva som skjedde når gassen ble pumpet ned i bakken.

Han lurte på om metoden var sikker nok eller om drivhusgassen ville sive tilbake til atmosfæren på lang sikt.

I motsetning til kjernefysisk avfall, der man er opptatt av sikker lagring i tusen år, har ingen beregnet om lagringen av drivhusgass under bakken er stabil. Før nå.

Da Per Aagaard startet forskningen sin, lurte han på om det i det hele tatt var mulig med stabil lagring. Nå slår han fast at lagret drivhusgass i bakken i løpet av noen hundre år forsvinner og reagerer med bergmaterialet i havbunnen, slik at det dannes et nytt og stabilt bergmateriale.

Før gassen blir pumpet ned i bakken, blir den utsatt for et så stort trykk at den omdannes til væske. Det er smart, for det gjør det enklere å pumpe karbondioksidet ned, samtidig som den tar langt mindre plass.

Vel nede under havbunnen vil mesteparten av karbondioksidet være atskilt fra det salte grunnvannet. Men noe løses i vannet og gjør det svært surt.

– Den sure væsken vil reagere med mineralene og danne nye materialer. Dermed vil enda mer av karbondioksidet løses i vann og løse opp enda mer av mineralene. Prosessen går sakte. Selv om det er lett reagerbare mineraler, snakker vi om et tidsspenn fra hundre til tusen år. Over tid vil vi altså se at karbondioksidet forsvinner og overføres til mineraler. Disse mineralene er en sikker lagringsform, forteller Per Aagaard.

Enorm kapasitet

Sedimentene i jorda har plass til enorme mengder drivhusgass. Hver liter med bergmineraler tar til seg en halv liter karbondioksid og blir omdannet til et nytt mineral uten at det eser ut og trenger mer plass.

Ettersom det i havbunnen fins store formasjoner med porer i bergartene, kan karbondioksidet spre seg og lagres over svært store områder. Karbondioksidet fra Sleipner-feltet kan lagres i store deler av Nordsjøen og nesten ned til Danmark.

– Norsk sokkel har faktisk volum nok til å lagre hele det samlete europeiske kraftverksutslippet av karbondioksid de neste 800 årene.

Selv om de fleste stedene på norsk kontinentalsokkel har gode lagringsplasser, står det ikke like bra til på det norske fastlandet.

– Fastlands-Norge er ikke egnet fordi fastlandet hevet seg etter istiden. Bergartene er sprø, og det fins derfor mange sprekker der gassen kan sive ut.

Selv om norske oljeselskaper er interessert i å samle mest mulig karbondioksid fra hele Europa for å øke utvinningen av olje, er ønsket urealistisk så lenge det ikke fins gode nok metoder til å samle inn og transportere karbondioksidet til oljefeltene.

For å forstå mer om hvor fort drivhusgassen blir spist opp av mineralene, kan de kjemiske reaksjonene beregnes i en matematisk modell.

– Men det er mange usikre data i modellen. Det er derfor viktig med flere eksperimenter.

Laboratoriesjekk

Sammen med stipendiat Helge Hellevang fra Fysisk institutt ved Universitetet i Bergen undersøker Per Aagaard hvor fort ulike mineraler løses opp i syre.

– Vi måler hva som skjer når vi blander syre med mineralpulver. Vi ser hvordan de løses opp og danner nye mineraler.

Under eksperimentene velger forskerne en annen temperatur for at reaksjonen skal skje hurtigere enn i virkeligheten.

– Virkeligheten nede i bassenget er mellom 40 og 80 grader. Vi varmer opp materialene fra 50 til 200 grader. Da vil reaksjonen skje hurtigere. Vi kan dermed regne oss tilbake til hvor fort prosessen hadde gått med lavere temperaturer.

Den matematiske modellen sier også noe om hvilke mineraler som lages.

– Modellen sier blant annet at det lages sjeldne mineraler som heter dawsonitt. Vi arbeider med å lage slike mineraler for å studere dem nærmere. Dette er mineraler som er sjeldne på jordas overflate i dag.

Per Aagaard mener det er økonomi i lagringsmodellen når oljeprisen øker. Jo mer drivhusgass som pumpes ned i oljereservoarene, desto mer olje kommer opp igjen.

Hydrogensamfunnet

Per Aagaard poengterer også at lagringen av karbondioksid kan bety svært mye for samfunnet den dagen man skifter ut fossilt brensel med hydrogen.

For selv om alle skulle bruke hydrogen i biler, vil man fortsatt måtte bruke fossilt brensel til å produsere hydrogen. Avfallsstoffet er fortsatt karbondioksid. Men fordi hydrogenproduksjonen skjer i industrien, vil det være mulig å samle opp all karbondioksidet og pumpe det ned i jorda.

Da vil det bli langt lettere å oppfylle de internasjonale klimagassavtalene.

– Den dagen vi bruker hydrogen og vet nok om hvordan man lagrer karbondioksid i bakken, vil det være mulig å redusere de menneskeskapte drivhusgassutslippene i Norge med opptil åtti prosent, forteller professor Per Aagaard.

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Geofag, Petroleumsgeologi, sedimentologi, Mineralogi, petrologi, geokjemi, Sedimentologi Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2012 11:58
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere