Tanken är enkel:fånga upp och koncentrera CO ₂ innan den släpps ut i luften och förvara den djupt under jorden där den inte kan fly. Istället för att öka klimatkrisen, kolfångst och lagring kan göra kraftverk och fabriker till CO ₂ -sugande nötkött, fylla underjordiska reservoarer som annars innehöll fossila bränslen eller saltvatten.

Världens första dedikerade CCS -projekt, Sleipner (i norska Nordsjön), började injicera CO ₂ i underjordiska reservoarer 1996. Sedan dess har den har framgångsrikt lagrat mer än 20 miljoner ton (Mt). Det låter kanske imponerande, men det är inte tillräckligt nära. International Energy Agency rekommenderar att 21, 400 Mt CO ₂ bör fångas och lagras senast 2030 för att begränsa den globala uppvärmningen till 2 ° C. Men, i slutet av 2017, endast 442 Mt hade injicerats och lagrats.

Varför har världen varit så långsam med att anta CCS? En stor fråga är de kostnader som krävs för att bygga fångstverk. Dessa är dyra på kort sikt, men mycket billigare än att inte göra något åt ​​CO ₂ utsläpp på sikt. Men det finns också andra frågor. Om en CO ₂ lagringsplatsen ska innehålla det injicerade kolet i tusentals till miljoner år, men ett företag som driver webbplatsen existerar bara i några decennier, vem ska betala för att fixa det om CO ₂ börjar läcka ut? Och hur mycket försäkring ska operatörerna betala för att täcka kostnaden för hypotetiska framtida problem?

Denna rädsla för CO ₂ läckage ur lagring bromsar framstegen med att utveckla CCS i den skala som behövs. Dålig rapportering av CCS -forskning, kombinerat med en allmän misstro mot fossila bränsleindustrin - liksom att människor felaktigt antar att det finns en koppling mellan CCS och fracking - verkar ha övertygat många om att risken för koldioxid ₂ läckaget är större än det verkligen är.

Lyckligtvis, Det finns många anledningar till varför CO ₂ kommer sannolikt att förbli säkert låst under jorden i miljontals år. Mycket av detta bygger på naturliga processer som kan optimeras i CCS genom att välja rätt platser och procedurer för lagring av CO ₂ .

1. Efterlikna olje- och gasbehållare

Olja och gas är flytande vätskor. De rör sig uppåt genom porösa och genomsläppliga stenar tills de når ett ogenomträngligt bergskikt. Detta ogenomträngliga lager är som ett lock på dessa vätskor, hindrar dem från att läcka ut. Här, de ackumuleras i det underliggande, porös reservoarberg, hålls på plats i tusentals till miljoner år av de överliggande, ogenomtränglig tätning (åtminstone tills ett fossilt bränsleföretag borrar en brunn för att utvinna dem, det är).

Denna process, kallas strukturell fångst, är det som håller olja och naturgas under jorden - och det kan göra samma sak för lagrad CO ₂ . Ett bra CO ₂ lagringsreservoar kommer att ha flera lager mellan reservoaren och ytan som CO ₂ kan inte tränga in.

Men tänk om detta ogenomträngliga lager skärs av ett fel, eller en gammal brunn som inte har förseglats ordentligt? God reglering är den första försvarslinjen, men även om misstag görs och CO ₂ hittar en väg ut, det finns andra mekanismer som kommer att hålla de allra flesta instängda under jorden.

2. Fälla mikroskopisk CO ₂ bubblor i porutrymmen

Blötlägg en svamp i vatten, du kanske märker att oavsett hur länge den är nedsänkt, det finns fortfarande luftbubblor i svampen. Denna process kallas restfångning. Det händer när gaser blandas med vatten i stenrummens porrum och gör det mycket svårt att ta bort all gas. När CO ₂ injiceras, det blandas med saltvattnet som redan finns i behållarens porutrymmen, och en del av det kommer att fastna som mikroskopiska bubblor.

Experiment på bergarter som är typiska för lagringsreservoarer tyder på att mellan 12 och 92% av injicerat CO ₂ kan immobiliseras av denna process.

3. Lös upp CO ₂ i underjordisk saltlake

CO ₂ är lösligt i vatten, och stenrummens porrum är fyllda med saltvatten. När CO ₂ injiceras, det kommer att börja lösa sig i denna saltlösning nästan omedelbart. Kolet från upplöst CO ₂ släpps bara om trycket, temperatur och kemiska förhållanden i behållaren förändras drastiskt, vilket är mycket osannolikt långt under jorden.

Ännu bättre, CO ₂ -mättad saltlösning är tätare än vanlig saltlösning, vilket betyder att det börjar sjunka. Detta flyttar inte bara kolet längre bort från atmosfären, men det ökar också blandningen av saltlösning i behållaren, vilket betyder mer och mer CO ₂ kan lösa sig över tiden.

Under hundratals till tusentals år, det lösta kolet kommer att reagera med metalljoner i saltlake och börja fälla ut karbonatmineraler, vilket gör det ännu svårare att släppa ut kolet som CO ₂ . Detta är samma mekanism som Carbfix -projektet på Island använder för att fånga CO ₂ i basalt.

Värt risken

Olyckor kan och kommer att hända - CCS, like any other human activity, carries a degree of risk. But we know for certain that if a site were to fail, far less CO ₂ would leak than was injected, because a lot of the CO ₂ becomes permanently trapped anyway. All of these natural trapping mechanisms ensure that the vast majority of the CO ₂ (up to 98%) will remain safely trapped below ground for 10, 000 år. Even in an unlikely, badly-regulated, worst-case scenario, at least 78% of the injected CO ₂ is likely to stay locked up.

The risks of CO ₂ leaking from storage should be weighed against the risks of not storing it at all. För närvarande, the alternative is to emit 100% of that CO ₂ till atmosfären. For industries such as steel and cement manufacturing—essential ingredients for many renewable energy technologies—CCS is the only way to reduce CO ₂ emissions from many industrial plants. CCS can also help developing countries limit CO ₂ emissions while reducing energy poverty.

Maintaining atmospheric CO ₂ concentrations low enough to avoid catastrophic climate change will be incredibly difficult, and much more expensive, without CCS. We cannot afford to delay this important technology any longer.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.