アイスランドの炭素回収プロジェクトは二酸化炭素を迅速に石に変換します| 科学| スミソニアン - 記事、科学、私たちの惑星

二酸化炭素を岩に変えることで二酸化炭素の排出を抑えることができることを実証しようとしたパイロットプロジェクトは成功したようです。アイスランドのCarbFixプロジェクトでのテストは、玄武岩に注入されたCO _2のほとんどが2年未満で炭酸塩鉱物に変化したことを示しています。

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「このプロジェクトは、実際、CO ₂は比較的中程度の時間で炭酸塩に変わる可能性が高いことを示しています」と、コロンビア大学のラモント・ドハティ地球観測所の地球物理学者で、プロジェクトに関与しなかったデビッド・ゴールドバーグは述べています。「それは重要な結果です。」

ほとんどの従来の炭素回収および貯留プロジェクトでは、液化二酸化炭素を堆積岩に注入します。堆積岩は、石油と天然ガスが含まれる岩の種類です。石油およびガス会社はこれらの種類の岩石を扱う経験が豊富であるため、CO ₂を貯蔵するのに自然な場所です。しかし、これらのタイプの地層はガスを貯蔵するだけで、岩に変えることはできません。そして、ガスが大気中に逃げて地球規模の気候変動を増す恐れが常にあります。

しかし、玄武岩の鉱物学は二酸化炭素を閉じ込めるのに非常に有利です、とサウサンプトン大学の地球化学者で、ラモント・ドハティでCarbFixプロジェクトに取り組み始めたユルグ・マッターは言います。二酸化炭素が炭酸塩に変化するためには、ガスが注入される岩石には、カルシウム、マグネシウム、または鉄が豊富なケイ酸塩鉱物が必要です。その後、二酸化炭素とミネラルをチョークのような炭酸塩ミネラルに変換する化学反応が起こります。堆積岩にはこれらの鉱物の多くは含まれていませんが、玄武岩（海底の大部分を占める火山岩の種類や陸上の他の場所の岩石）にはたくさんあります。科学者は、炭酸塩などの岩石に含まれるCO ₂を締め出すことができるはずだと考えましたが、最初に、それが機能することを証明しなければなりませんでした。

CarbFixプロジェクトから採取された岩石コアのこのセクションには、鉱化された二酸化炭素の小さなセクションがあります（中央の白い岩）。（アネット・K・モーテンセン）

2012年、科学者はレイキャビクの東のHellisheidi地熱発電所近くの玄武岩に230トンの二酸化炭素を注入しました。従来の炭素貯蔵施設とは異なり、ガスは最初に水に溶解されました（ペリエのようなものを作り出します、ゴールドバーグ氏）。

地下で何が起こっているのかを見るのは難しいため、科学者たちは、後にそのCO _2の運命を見ることができるトレーサーのセットも含めました。まず、注入された流体の地下の動きを追跡できるように、六フッ化硫黄と五フッ化トリフルオロメチル硫黄の2つの化学物質が含まれていました。また、彼らは二酸化炭素の混合物に少量の放射性炭素14も加えました。

「これは一種のスマートトレーサーです」とマターは言います。「CO ₂を貯蔵するために使用したような深い貯留層では、注入前に貯留層にすでに存在していたすべての炭素には放射性炭素が含まれていません。だから、チームが後で炭酸塩を探しに行ったとき、もしそれが放射性炭素を含んでいたなら、研究者はそれが注入したガスから来る可能性が最も高いことを知っていた。

これらのトレーサーにより、科学者は注入後に二酸化炭素に何が起こったかを定量化できます。 95％以上が次の2年以内に炭酸塩に変化した、と彼らは本日Scienceで報告しています。

「結果は非常に有望です」と、Pacific Northwest National Laboratoryの環境エンジニアであるPeter McGrail氏は言います。「彼らはそのフィールドスタディのデザインに関して非常に優れた仕事をしました」と彼は言い、特に炭素の運命をたどる2つの方法を使用しました。

マクグレイルは、ワシントン州ワララ近くの玄武岩に超臨界-液体-二酸化炭素を注入する同様のプロジェクトを進めています。そのプロジェクトの結果はまもなく公開されますが、McGrailは彼のグループがCarbFixプロジェクトが見つけたものと同様の結果を見ていると言います。

Juerg Matterは、CarbFixパイロットプロジェクトの注入井の隣に立っています。（写真：Sigurdur Gislason）

これらの結果は有望ですが、技術を工業規模のストレージにスケールアップして、100万トン以上の二酸化炭素を吸収できるかどうかについては疑問が残ります。（これは、年間約380 億トンの世界全体の排出量という点ではそれほど多くありません。）CarbFix法は、その規模の大量の水を必要とします。そして、両方の玄武岩のパイロットプロジェクトは、必要な化学反応が非常に多くの二酸化炭素で地下で維持されるかどうかを予測することはできません、とマグレールは言います。

マッター氏は、アイスランドの別のサイトに10, 000トンの二酸化炭素が注入されたと指摘していますが、「アイスランドにはそれほど多くのCO ₂はない」ため、大量のテストは困難です。

コストも懸念事項です。 CarbFix法は、従来の炭素回収および貯蔵法よりもはるかに費用がかかりますが、ガス漏れのリスクがほとんどないため、同じ種類の広範な監視を必要としません。ただし、炭素を貯蔵するための政治的または経済的な枠組みがなければ、これはすべて意味がありません。現在、Matterは「大気を自由に汚染している」と指摘しています。

しかし、そのようなインセンティブが実装された場合、すべての形態の炭素回収と貯蔵は、温室効果ガスの問題に人間がどのように対処するかにおいて大きな部分になる可能性がある、とゴールドバーグとマターは言う。「それは特効薬の解決策ではありません」とマターは言いますが、これは私たちの化石燃料の過去と再生可能エネルギーの未来の間の架け橋となります。