Wat gebeurt er met CO2 op drie kilometer diepte?

De Nederlandse Universiteit Twente en de Oostenrijkse TU Wenen onderzoeken het gedrag van opgeslagen CO2 als ‘superkritische vloeistof’ op diepten van twee tot drie kilometer.

Trefwoorden: #afvang, #CO2, #opslaan, #UTwente

Lees verder

research

( Foto: UTwente )

ENGINEERINGNET.BE - Het afvangen en opslaan van CO2 is een van de mogelijkheden om de hoeveelheid broeikasgas in de atmosfeer te reduceren. Hoewel er plekken op aarde zijn waar dit al lange tijd gebeurt, ontbreekt het aan kennis over het gedrag van het opgeslagen gas, als ‘superkritische vloeistof’ op diepten van twee tot drie kilometer.

Hoe mengt het bijvoorbeeld met andere vloeistoffen en wat is de invloed van de bodemstructuur? Marco de Paoli werkte in Wenen al langer aan het vergaren van kennis om deze vragen te kunnen beantwoorden.

Dit door middel van simulaties op supercomputers. Experimenten uitvoeren op twee kilometer diepte is echter niet haalbaar, daarom is De Paoli nu in Twente om een experimentele opstelling te bouwen in het lab. De resultaten hiervan wil hij vergelijken met zijn eerdere simulaties.

Op twee tot drie kilometer diep is CO2, door de hoge temperatuur en druk, een ‘superkritische vloeistof’, eigenlijk tussen een gas en een vloeistof in. Het zinkt in het aanwezige zoute water als een soort ‘tranen’.

Dit is een complex mengproces, dat beïnvloed wordt door de bodemkorrels: de vloeistof daalt niet alleen verticaal, maar verspreidt zich ook in horizontale richting. De Paoli wil dit nabootsen met een waterreservoir waaraan van bovenaf kaliumpermanganaat wordt toegevoegd.

De manier waarop deze stof in het water zakt en mengt, lijkt op het proces met superkritisch CO2. Met een camera gaat hij het mengproces volgen om meer kennis te verwerven, naast de uitkomsten van de simulaties. Hij verwacht dat dit bijdraagt aan het optimaliseren, veiliger en betrouwbaarder maken van CCS-technologie.

Bij de illustratie bovenaan: Als CO2 mengt met brine (zout water), vormen zich cellen waarin stroming plaatsvindt. De blauw-naar-rood overgang is een indicatie voor de CO2-concentratie. Het verschil in dichtheid tussen CO2  (blauw) en 'brine' die in sommige doorlaatbare gesteenten aanwezig is, zorgt voor de stroming, De oplossing van de twee laat dan een verschijnsel zien dat Rayleigh-Darcey convectie heet.