Τεχνολογίες παρακολούθησης αποθήκευσης CO2 σε γεωλογικούς σχηματισμούς και διαχείριση κινδύνων

Abstract

Η ραγδαία αύξηση της συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα τις τελευταίες δεκαετίες, η οποία κατά κύριο λόγο οφείλεται στην χρήση των ορυκτών καυσίμων, οδήγησε αφενός στην αλλαγή της σύστασης της ατμόσφαιρας, αφετέρου σε φαινόμενα ακραίων κλιματικών αλλαγών με σοβαρές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και την βιωσιμότητα των οικοσυστημάτων. Μια νέα τεχνολογία που υπόσχεται την μείωση αυτής της συγκέντρωσης, αποτελεί η εφαρμογή της δέσμευσης, μεταφοράς και αποθήκευσης του CΟ2 στο υπέδαφος (Carbon Capture Storage, CCS). Σχετικές μελέτες με αυτή την τεχνολογία υποδεικνύουν ότι αποτελεί μέτρο το οποίο προσανατολίζεται στην λογική των "μηδενικών εκπομπών" και ότι επίσης είναι μια μακροπρόθεσμου οφέλους λύση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφονται οι μέθοδοι δέσμευσης, μεταφοράς και αποθήκευσης CO2 σε βαθείς γεωλογικούς σχηματισμούς και ειδικότερα δίνεται βάρος στις τεχνικές εκτίμησης και διαχείρισης κινδύνου σε έργα όπου εφαρμόζονται. Αναλυτικότερα αναπτύσσονται ξεχωριστά τα στάδια της δέσμευσης του CO2 σε μεγάλες σταθερές πηγές εκπομπής του(πχ. ηλεκτροπαραγωγικές μονάδες), της μεταφοράς του (με αγωγούς ή πλοία) και της αποθήκευσής του σε κατάλληλους γεωλογικούς σχηματισμούς. Μελετώνται οι προδιαγραφές που πρέπει να πληρούν οι σχηματισμοί αυτοί, τόσο από άποψη της υπεδαφικής δομής τους και σύστασης, όσο και από άποψη των χαρακτηριστικών της επιφάνειας του χώρου αποθήκευσης, αλλά και της ευρύτερης γειτνιάζουσας περιοχής. Με την βοήθεια διεθνούς βιβλιογραφίας προσδιορίζεται η έννοια του "κινδύνου" σε έργα γεωλογικής αποθήκευσης του CO2. Ακολούθως γίνεται μια προσπάθεια καταγραφής μιας δομημένης μεθοδολογίας εκτίμησης και διαχείρισής του, καθότι η έλλειψη προτύπων σε αυτό τον τομέα αποτελεί τροχοπέδη στην ευρεία εφαρμογή των τεχνολογιών CCS και εγείρει το ενδιαφέρον για μελέτη τους.

During the last decades the rapid increase in the concentration of CO2 in the atmosphere, which is caused mainly by the combustion of fossil fuels, led on the one hand to the change of the composition of the atmosphere and on the other to the extreme phenomena of climate change, causing significant impacts both on human health and the sustainability of ecosystems. A new technology that promises to reduce this concentration is the application of Capture, Transport and Storage of CO2 in the subsurface (or Carbon Capture Storage, CCS). Related studies on tis technology indicate that it is a measure which can boost the achievement of "zero emissions" and that it constitutes a long term benefit solution. In the present thesis, the method of capture, transport and storage of CO2 in deep geological formations is described and emphasis is given in the techniques of risk assessment and risk management in such projects. Specifically, the stages of CCS are separately developed. Firstly, CO2 capture from large stationary emission sources (such as power plants), following transport (through pipelines or ships) and finally storage in suitable geological formations. An extensive study is made about the specifications that a storage site should meet, both in terms of subsurface structure and composition, and in terms of its surface characteristics above the site and in the area of vicinity. The term of "risk" in storage projects of CO2 is defined accordingly to the international literature. Then an attempt is made to present a structured methodology for assessing and managing the risk, since the lack of broadly accepted standards restricts the wider application of CCS and raise interest in the study of this field.