據早前預測,新墨西哥州Bravo Dome氣田中的二氧化碳原本來源于火山噴發,并且從一百萬年(不是一萬年)以前就開始累積。過去120萬年里,儲層中平均只有20%的二氧化碳溶解到該氣田的鹽湖鹵水中,而剩余的二氧化碳則以游離氣體的形態被封閉在蓋層下,這表明長期且安全的二氧化碳地質封存是可行的。
這一研究記載了最早在咸水層中實現長期且安全的大規模二氧化碳封存的實地資料。這顯示出二氧化碳地質封存的可行性,并告訴了決策者碳捕集與封存技術的要求。
碳捕集與地質封存對于控制由于化石燃料能源生產導致的大氣中不斷上升的二氧化碳濃度有著重要意義。該技術的策略是捕集大型點源排放的二氧化碳,并將其封存到地下深處的地質結構中,以讓其溶解到鹽湖鹵水中或轉化成礦物質。在最佳情況下,對氣田的溶解率進行研究,因為地質儲層的空間變異性對溶解率影響巨大。但是,從短期的注入中試項目很難確定二氧化碳溶解率。
地下能源安全前沿研究中心是以德克薩斯大學奧斯汀分校為首的能源尖端技術研究中心,它利用Bravo Dome氣田作為天然實驗室估算該地以千年為單位的二氧化碳溶解率。該氣田由于幾十年來的補充工業和學術數據都可用而獨一無二。研究人員通過結合這兩個現有的數據庫并加上他們自己對于確定火山噴發帶來的二氧化碳給儲層加熱的分析,發現Bravo Dome的二氧化碳沉積在120到150萬年前就已開始。令研究人員驚訝的是,在過去的一百萬年間,1.6吉噸(一個常規的燃煤電廠每年可以排放約1000到1500萬噸二氧化碳)沉積的二氧化碳中只有20%的溶解到鹵水中。觀察顯示,這部分二氧化碳中有一半是在沉積的過程中溶解的。研究結果還表明,細致的二氧化碳注入設計可讓絕大部分二氧化碳在封存項目早期就溶解到鹵水中。
該研究還證明了二氧化碳氣體沉積后溶解依然在進行。數值研究顯示,持續溶解的原因是傳遞性溶解過程,這在早前對該氣田的觀察中并未被發現。因此這些結果給用來預測二氧化碳地質封存的長期演變的模擬研究提供了重要的概念性支持。模擬通常能預測在一萬年內發生的快速的傳遞性溶解。而研究人員推斷出Bravo Dome氣田的二氧化碳平均溶解率較為緩慢有可能是地質異質性所致,這也突出了在預測二氧化碳溶解率時捕捉異質性的重要性。(領先財納編譯)