Uvod
Kako bi se uhvatili u koštac s eksponencijalnim porastom globalnih emisija CO2, Međuvladin panel o klimatskim promjenama (IPCC) predložio je ugljični budžet od 2.900 Gt kako bi se ograničio porast prosječne globalne temperature na 2°C do kraja ovog stoljeća u odnosu na razine CO2 iz predindustrijskog razdoblja. Osim smanjenja antropogenih emisija, sekvestracija ugljika može igrati značajnu ulogu u postizanju ovih ambicioznih ciljeva. Više od 500 Gt CO2 morat će se pohraniti pod zemljom do kraja ovog stoljeća kako bi se postigao značajan utjecaj. Globalni kapacitet za pohranu CO2 daleko premašuje ovaj zahtjev, pri čemu većina kapaciteta leži u neistraženim dubokim akviferima. Kako bi se identificirala potencijalna mjesta za pohranu i kvantificirali njihovi kapaciteti za trajnu pohranu CO2, potencijalni akviferi ili iscrpljena naftno – plinska ležišta trebaju se provjeriti na temelju petrofizikalnih i termodinamičkih svojstava koji utječu na zadržavanje CO2 u poroznim stijenama. Ola Eiken et al. u svojoj studiji [1] navode da je poznavanje maksimalnog pornog tlaka koji se može podnijeti tijekom utiskivanja jedan je od, ako ne i najvažniji faktor za operacije skladištenja CO2. Poučavanje iz iskustava ranijih projekata skladištenja CO2, poput Snøhvita, ključno je za sigurno i ekonomično skladištenje CO2 velikog opsega. Yashvardhan Verma et al. u svojoj studiji [2] daje analizu učinka svojstava stijena (poroznost, propusnost, anizotropija propusnosti, kompresibilnost pora i salinitet formacijske vode) i brzine injektiranja na dinamiku utiskivanja CO2. Studija je otkrila da je najznačajnije svojstvo u analizi osjetljivosti permeabilnost, ali i poroznost je također značajno utjecala na migraciju plinovite mase CO2 pri čemu su veće poroznosti znatno usporavale horizontalnu i vertikalnu migraciju. Povećanje brzine injektiranja utječe na porast tlaka i migraciju plinovite mase CO2. Binglu Ruana et al. su izradili studiju [3] koja uzima u obzir učinke fluida prisutnih u prstenastom prostoru i prijenos topline s okolnim stijenama, kako bi se istražilo strujanje i toplinsko ponašanje CO2 u utisnoj bušotini tijekom njezine geološke sekvestracije. Utvrđeno je da rad učinjen kompresijom CO2, gubitak potencijalne energije i razmjena topline s okolnim stijenama predstavljaju tri glavna faktora koja dovode do povećanja temperature CO2 na dnu bušotine u usporedbi s temperaturom injektiranja. V.E. Onyebuchi et al. i Hongfang Lu et al. u svojim studijama [4] i [5] daju sustavan pregled transporta CO2 cjevovodima.. Zaključuje se da su studije o utjecaju nečistoća na ravnotežu faze i mehanizme korozije u cjevovodima za ugljični dioksid izazovi, a nove tehnologije izgradnje i detekcije također su ključne. Najveći izazovi pri prijevozu CO2 putem cjevovoda odnose se na integritet samog cjevovoda, osiguranje protoka, kapitalne i operativne troškove te čimbenike zdravlja, sigurnosti i okoliša. Cilj ovog rada je prezentirati metodu za sustavno procjenjivanje termodinamičkih parametara CO2 pri njegovom transportu i pripremi za trajno skladištenje (utiskivanje) u iscrpljeno plinsko ležište pri potkritičnom tlaku i koje je djelomično zasićeno vodom (akvifer). Procjenom termodinamičkih parametara CO2 moguće je procijeniti i energetske potrebe za specifičnim radom te specifičnom toplinskom i rashladnom energijom površinske opreme za ostvarivanje procesa utiskivanja. Prezentirana metoda se može koristiti i za procjenu parmaetara procesa utiskivanja CO2 koje bi inače bilo teško ili gotovo nemoguće procijeniti, a koji imaju presudni utjecaj na ostvarivanje procesa. Ovo se prije svega odnosi na prevenciju blokiranja strujanja uslijed stvaranja hidrata ili zamrzavanja ležišne vode.