Energia és mobilitás zöld szemszögből

Földalatti olajégetésből gyárthatunk zöld hidrogént

2020. február 17. • írta: ZöldEnergia

Ebben a hónapban kezdődnek meg a munkálatok a kanadai Saskatchewan tartományban, ahol gőzt és levegőt préselnek a Superb olajmező területén található, a felszín alatt 700 méterrel elterülő kb. 200 millió hordónyi viszkózus olajba, írja a Science tudományos szaklap. A projekt célja az, hogy ahelyett, hogy az olajat hozzák a felszínre, begyújtsák a földalatti réteget, aminek segítségével hidrogént és szén-dioxidot lehet így gyártani. A következő lépésben egy 3 millió dolláros próbaüzem keretében a kutat egy olyan membrán segítségével akarják lezárni, amely csak a tiszta hidrogént engedi majd a felszínre. A reakció során keletkező szén-dioxid, a vele együtt járó üvegházhatással együtt, a föld alatt marad az olajat hordozó rétegben.

A Proton Technologies nevű start-up szerint ezzel a megoldással az összes jelenlegi olajmező és tartalék felhasználhatóvá válik, miközben a szén-dioxid kibocsátást közvetlenül elkerüljük.

A hidrogén iránti kereslet egyre nő, hiszen a hidrogén felhasználható az energia és áramtermelés, a hőszolgáltatás és a közlekedés során is, és égése során csak vízgőz keletkezik. Jelenleg a hidrogén túlnyomó többségét földgázból állítják elő, ami jelentős mennyiségű szén-dioxid kibocsátással jár. Az alternatív megoldás a hidrogén gyártására az elektrolízis, amely viszont jelenleg még drága. A Proton Technologies szerint az ő megoldásuk jelentősen olcsóbb ennél, hiszen jelenleg nem vagy csak nagyon kis valószínűséggel kihasznált olajmezőket tesz gazdaságilag vonzóvá: egy valaki által feltárt de elhagyott olajmezőn lehet majd hidrogént gyártani vele. A Superb olajmezőt is egy csődbe ment vállalattól vásárolták fel.

Az Imperial College London vegyészmérnök professzora, Geoffrey Maitland, nagy híve a technológiának, amely tulajdonképpen az olajmezőt egy nagy, nyomás alatt álló kémiai reaktorként kezeli. Szerinte "a kémiai folyamat jól ismert és bizonyított eljárás a föld felett. A nagy kérdés az, hogy miként fogják ezt kontrolláltan véghezvinni a mélyebb rétegekben."

Az olajipar az elmúlt évtizedekben már kísérletezett az úgynevezett "tűz árasztási" (fire flooding) technológiával. Ennek során levegőt vagy tiszta oxigént nyomnak az olajat tartalmazó rétegbe, és azt begyújtva a tűz által keletkezett gázok és a magas hőmérséklet segítségével nyomják az olajat, amely gyakran magas viszkozitású, bitumen állagú nehéz olaj az ilyen esetekben, a kitermelő kút irányába. A nyolcvanas években a kanadai Marguerite Lake olajmezőn használták ezt a megoldást, amely az olaj mellett jelentő mennyiségű hidrogént is termelt. Akkor a hidrogént csak mint melléktermékként volt számon tartva, nem érdekelte az olajvállalatot.

Egy 2011-es Fuel szaklapban megjelent cikkben az új, hidrogént termelésre koncentráló megoldást közölték először. A rétegbe nyomott gőz segítségével először felmelegítik a réteget kb. 250 °C-ra, ami után a levegő vagy oxigén lenyomása után az önmagától begyullad. A hőmérséklet hatására az olajban található nagyobb molekulák összetöredeznek, ez az úgynevezett "cracking" reakció, és kis mennyiségben hidrogén is keletkezik. Ha a hőmérséklet meghaladja az 500 °C-ot, a már jelenlévő vízgőzzel reagálva a reakció szintézis gázt (szén-monoxid és hidrogén keverékét) termel. Még több vízzel reagálva, a szintézis gázból szén-dioxid és hidrogén gyártható.

A nagy kérdés az, hogy vajon sikerül a földalatti réteg hőmérsékletét 500 °C felé növelni az olaj begyújtása után, ami sokak szerint komplikált és nem könnyen kontrollálható reakció. A vállalat szerint ha nem is érik el az 500 °C-os hőmérsékletet, a reakció akkor is lezajlik, de lassabban. "Persze, hogy szeretnék ilyen magas hőmérsékletet elérni, de alacsonyabban is lehet érdemleges mennyiségű hidrogént gyártani" nyilatkozta a vállalat vezetője.

A második nagy kérdés az, hogy miként fogják a hidrogént a szén-dioxidtól és már nem kívánt melléktermékektől elválasztani. A Proton Technologies jelenlegi választása egy palládium membrán alapú elválasztási folyamatra esik. Ennek segítségével a hidrogén a palládium membránba atomjaira szakadva tud átdiffundálni a membrán egyik oldaláról a másikra, nagyon tiszta hidrogént eredményezve. A fő gond a palládium membrános megoldással — az árán felül — a viszonylagos érzékenysége a mechanikus behatásokra, már a "normális", föld feletti alkalmazások terén is. Azt, hogy egy ilyen elválasztási eljárás hogyan fog működni a föld alatt, senki nem tudja előre megjósolni.

Egyelőre a Proton Technologies a föld felett, a kitermelő kútra kötve fogja használni a palládium membrános elválasztási módszert, és az elválasztott szén-dioxidot egyszerűen kiengedik a levegőbe. Nagyjából 50 millió dolláros befektetésre várnak ahhoz, hogy a közvetkező kísérlet során a membránt a föld alatt a kút mélyén helyezhessék el. A vállalat emellett levegő elválasztási modulokat is akar vásárolni, hogy az ezzel gyártott oxigén segítségével magasabb hőmérsékletet tudjanak elérni az olajat tartalmazó rétegben.

A következő hónapokban szeretnének kereskedelmi nagyságrendben hidrogént gyártani a az olajmezőn. A gazdasági számítások szerint a hidrogén várható gyártási költsége valahol 10 és 50 dollár cent kilogrammonkénti áron lesz, ami jelentősen kevesebb mint bármelyik jelenlegi előállítási módszer fajlagos ára.

11 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://zoldenergia.blog.hu/api/trackback/id/tr6515475598

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

gigabursch 2020.02.18. 09:35:01

Ennek így mi az értelme?

Muhammad Balfas 2020.02.18. 18:08:34

"és égése során csak vízgőz keletkezik.."

Viszont elég balesetveszélyes tárolni..

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll 2020.02.18. 18:41:02

Aha. A föld alatti víz pedig majd felveszi a CO2-t, amitől igen gyorsan szétszedi a karbonátos ásványokat, utat talál és máris kijut a CO2 a légkörbe. És mit értünk el? Az energia nagy részét elbasztuk.

csacskó 2020.02.18. 19:28:00

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll: Egen csak mint olvashattad ezt olyan helyeken akarják megjátszani ami a minőség vagy a kitermelési költségei miatt amúgy a föld alatt maradna. Rengeteg "kimerült" már nem költséghatékony termelésű mezőt lehetne újranyitni.

Dankházi Zsolt 2020.02.18. 19:30:05

Gondolom a földtani talajmozgássokkal senki sem számol. Máskülönben világosítson fel valaki, hogyan lehetséges szabályozott módon ebből hidrogént kinyerni. Mert ha azt ott lent egyszer begyujtják, addíg míg van utánpótlás, bizony el nem oltja senki.

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll 2020.02.18. 19:51:29

@csacskó: Remek. Így még több fosszilis szart lehet felhasználni. Bocs hogy nem tapsolok ennek. Közben már szivárog a permafrosztból a metán. Ha ez a folyamat elszabadul, annyi a bolygónknak.

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll 2020.02.18. 19:54:48

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll: Bizony. Azzal nem számolnak hogy hiába zárják el az oxigéntől, az ásványi anyagok redukálható másodfajú és félfém oxidjai táplálni fogják az égést tovább?

Nyírjeslakó 2020.02.18. 20:10:16

Engem ez a módszer kb. arra emlékeztet, amikor valaki acélkörmos Hofher traktoron próbálna nitroglicerines palackokat szállítani. A leírt módszernek csak egy hátránya van: az, hogy nincs előnye, ezzel szemben minden részműveletében hordozza a katasztrófa lehetőségét, tehát veszélyes!

Érdekes, ezt a sz@rságot engedélyezik, míg a palakőzet-repesztéses olajbányászato veszélyesnek tartják? Hát noooooormális?!

midnight coder 2020.02.18. 20:29:00

Annyi előnye lesz, hogy ha az egész felrobban, akkor sok-sok por kerül majd a levegőbe, és ez csökkentheti az üvegházhatást.

Lali Lila 2020.02.19. 00:53:11

Ha ebből az következik, hogy olcsó és bőséges lesz a hidrogén, és ezért erre építünk fel egy teljes gazdaságot az nagyon nem lenne jó, mert ez semennyire nem megújuló energiaforrás, ráadásul tele van kockázatokkal.