Az ipari tevékenységből származó széndioxid hosszú

távú elhelyezésének lehetőségei Magyarországon

A kutatási projektben részt vevő intézmény(ek):A kutatás vezetője: Magyar Állami Eötvös Loránd Geofizikai IntézetMTA-ELTE Geofizikai és Környezetfizikai Kutatócsoportja (MTA-ELTE GKK)ELTE Környezettudományi Koordinációs Kutató Központja (ELTE-KKKK)

Projektvezető: Dr. Fancsik Tamás

Miért kell elhelyezni a szén-dioxidot?

• Emberi tevékenységből származó CO2 koncentráció növekedése a légkörben klímaváltozás

• Nemzetközi egyezmények

• EU CO2 kereskedelem, kvóta

További kényszer: A vártnál radikálisabb EU csökkentés

Az Európai Bizottság 2007. áprilisi határozata szerint Magyarország szén-dioxid kvótáját 26,9 millió tonnában szabták meg, amely 12,4 %-kal kevesebb az általunk javasoltnál és lényegesen kevesebb az előrejelzett 2008-2012 közötti kibocsátási adatoknál, melyek 29,8-31,8 millió tonna szén-dioxid kibocsátását prognosztizálják.

Nagyobb mértékű kvótacsökkentés → több cég lesz bajban.

Megoldandó a hatékony és nagymértékű emissziócsökkentés. Ha nem sikerül megoldani: pl. Energiaszektor → árképzési problémák, azaz energiaárak kérdése

1. célkitűzés: A széndioxid elhelyezés magyarországi lehetőségeinek értékelése a

jelenlegi földtani-geofizikai ismertség, illetve a nemzetközi szakirodalom alapján.

A CO2 föld alatti elhelyezésének technológiai elemei

• Dúsítás és leválasztás

• Szállítás• Elhelyezés

Megoldás tehát a CO2 kibocsátás problémájára: földalatti CO2 elhelyezés (gyors, működő és hatékony megoldás, EU preferencia)

Miért a föld alá? Léteznek természetes CO2 telepek (Mihályi-hát), szénhidrogén telepek, geológiai idők menti stabilitás, szénhidrogén harmadlagos kitermelése. (Harmadlagos kőolajkitermelés szén-dioxid besajtolással, a 70-es évek óta működő gyakorlat Magyarországon is a kőolajkitermelésben, a kihozatal növelésére.)

Közép és hosszútávú megoldás: technológiaváltás („tiszta szén technológia”), emissziómentes technológiák alkalmazása (pl. geotermikus energia).

A CO2 földalatti elhelyezése és

tárolása a nemzetközi gyakorlatban • A CO2 elsüllyesztése a mélyóceáni medencék aljzatára

• A CO2 beinjektálása sódómok alá

• A CO2 beinjektálása bazaltos illetve ultrabázisos képződményekbe

• A CO2 beinjektálása kimerült kőolaj- és földgáztelepekbe

• A CO2 beinjektálása gazdaságosan már nem hasznosítható széntelepekbe

• A CO2 beinjektálása mélyen fekvő sós vizes rétegekbe

Az utóbbi három Magyarország számára is potenciális lehetőség!

2. célkitűzés: A magyarországi potenciális CO2 tárolókapacitás megbecslése,

értékelése.

• Magyarország geológiai adottságai alapján rendkívül kedvező helyzetben van a szén-dioxid földalatti elhelyezésének szempontjából: a jelenlegi éves kibocsátást akár több tíz évig, teljes mennyiségben el tudja helyezni

a Föld felszíne alá. Természeti adottságként kezelhető a CO2 elhelyezési kapacitás komoly gazdasági potenciállá fejleszthető.

Tároló típusa CO2

tárolókapacitás [millió tonna]

Évek száma

Mély sós vizes 25000 806 Szénhidrogén mező 469 15 Szenes rétegek 717 24

Az egyes tárolótípusok becsült szén-dioxid kapacitása. Az utolsó oszlopban („Évek száma”) feltüntettük, hogy a jelenlegi, kvótákkal rendelkező nagy kibocsátók teljes évi CO2 termelésének (kb. 31 millió tonna) geológiai elhelyezése mellett hány évig lenne

elegendő a tárolókapacitás.

3. célkitűzés: A lehetséges tárolókra vonatkozó ajánlások kidolgozása nagy kibocsátók számára.

Magyarország kőszén előfordulásai

Magyarország szénhidrogén előfordulásai

Mély sósvizes formációk

4. célkitűzés: A széndioxid elhelyezésekor fellépő környezeti veszélyek és a monitoring értékelése

• A környezeti veszélyek csökkentése a lehetséges tárolók minél jobb földtani megismerésével csökkenthető.

• A legnagyobb veszély a szén-dioxid hirtelen kiszökése lehet a tározóból technológiai hiba (elhárítás a szénhidrogén-iparban szokásos módszerekkel), vagy geológiai okokból (földrengés).

Az elhelyezés környezetvédelmi, földtudományi problémái

Komplex földtani-geofizikai vizsgálatok célja→ a tároló hosszú távú alkalmasságának bizonyítása.

1. Alkalmas tároló kiválasztása2. Alapállapot felmérés3. Besajtolás alatti és utáni monitoring.

Hagyományos földtani-geofizikai feladatok:

• A földalatti tárolószerkezetek és környezetük szerkezeti, sztratigráfiai elemzése, földrengés-veszélyeztetettség, fejlődéstörténetének meghatározása;

• A rezervoár vizsgálata (porozitás, permeabilitás, tárolókapacitás becslése stb.);

• A záróréteg vizsgálata (be kell bizonyítani, hogy a záróréteg nem sérült és a beinjektálás során sem fog megsérülni, azaz képes lesz hosszú időn keresztül megőrizni a tárolóban a besajtolt szén-dioxidot);

• Benyomókút kiképzési feladatok

Új kutatási irányok, módszerek

• A besajtolt szén-dioxid és a mellékkőzet kölcsönhatásainak vizsgálata (várható oldódási-kicsapódási reakciók, azok sebessége).

• A rezervoárban hosszú idő alatt várhatóan végbemenő folyamatok modellezése, elemzése. (Szabad, illetve a pórusvízben oldódó CO2, ásványkiválások).

• A tároló hosszú távú stabilitásának becslése.• Monitoring

Monitoring módszerek

Geokémiai módszerek : a tározó, illetve a tározó feletti régió pórusvíz és levegő összetételének, illetve gáztartalmának mérése. (pl. CO2 kitörés előtt órákkal megnövekszik a talajban a radon koncentrációja; tracergázok)

Geofizikai monitoring

• Szeizmikus és mikroszeizmikus módszerek

• Mikrogravitációs mérések

• Mélyfúrás-geofizikai mérések

5. célkitűzés: Cselekvési terv kidolgozása a széndioxid elhelyezés megvalósítására.

I.

A CO2 elhelyezés technológiai feladatai• CO2 dúsítási és leválasztási technológiák,

fejlesztési irányok és várható eredményeik áttekintése, különös tekintettel a hazai alkalmazhatóságra.

• A CO2 szállítás hazai lehetőségeinek vizsgálata technológiai és gazdaságossági oldalról egyaránt.

• Injektivitási és korróziós problémák elemzése.• A CO2 besajtolással történő bányászati

módszerek áttekintése hazai és külföldi projektek alapján.

5. célkitűzés: Cselekvési terv kidolgozása a széndioxid elhelyezés megvalósítására. II.

• CO2 földalatti elhelyezés földtudományi feladatai• Általános földtudományi megismerési szint növelése Magyarországon.• Tárolókapacitás becslésének folyamatos pontosítása, a kapacitással, mint földi

erőforrással történő gazdálkodás szempontjainak kidolgozása.• A potenciális tárolótérségek alapállapot-felmérése, kapacitásának becslése,

biztonsági szempontú kockázatainak értékelése. • A besajtolási technológia optimális megvalósíthatósági kritériumai hazai

viszonyokra vonatkozóan (A rezervoár repedéseinek lezárását elősegítő adalékok stb.).

• A besajtolt CO2 és a környezet (kőzet, fluidum, oldott anyag) kölcsönhatásának vizsgálata. Az ásványkiválások mértékének, sebességének becslése a természetes barrier-hatás növelésének kérdései, az eredmények környezetvédelmi szempontú értékelése.

• A besajtolt CO2 nyomonkövetése a tárolóban, a migráció vizsgálata, monitoring eljárások kidolgozása.

• Az optimális tároló-kiválasztás szakmai szempontjainak kidolgozása a fentiekben elvégzett vizsgálatokra is alapozva.

• Hosszútávú földtani stabilitás-vizsgálat, veszélyforrás előrejelzés, értékelés (földrengésveszélyeztettség, a rezervoár hosszútávú stabilitása stb.).

• A tároló stabilitásának biztonsági elemzését elősegítő módszertan kidolgozása (ún. FEP listák készítése) a környezeti hatások legteljesebb körű elemzése érdekében.

5. célkitűzés: Cselekvési terv kidolgozása a széndioxid elhelyezés megvalósítására.

III.

A CO2 földalatti elhelyezés gazdasági feladatkörei• A különböző geológiai szerkezetekben történő

tárolás gazdasági kockázatai és a kockázatkezelés lehetőségei hazánkban.

• CO2 kvótakereskedelem aktuális helyzete hazánkban és az EU – ban.

• Kvótaárak alakulása és hatása a CO2 földalatti elhelyezés finanszírozási lehetőségeire.

• Az elhelyezéshez kapcsolódó műszaki, technológiai lehetőségek vizsgálata gazdasági szempontból, költség/haszon vizsgálatok.

A szén-dioxid kibocsátás gazdaságossági problémái

• A rendszer hibája, hogy a korszerű, környezetkímélő technológiát már alkalmazó létesítményektől is további kibocsátás csökkentést vár el, illetve az egyes ágazatokban elérhető kibocsátás minimalizáló képességet is figyelmen kívül hagyja.

• Az Európai Közösségek Bizottsága által 2005. 12. 22-én kiadott közlemény (COM (2005) 703), alapján látható, hogy a felvetett problémák egy részét felismerték:

„A második időszakra vonatkozó létesítményi szintű kiosztások meghatározásánál a Bizottság szükségesnek véli, hogy a tagállamok ne hagyatkozzanak az első időszak kibocsátásaira és egyéb adataira. Máskülönben azok a létesítmények, amelyek a kibocsátást az első kereskedelmi időszakban jelentősen csökkentették alaptalanul hátrányt szenvednek azáltal, hogy a második időszakban kevesebb kibocsátási egységet kapnak, mint azok a létesítmények, amelyek a kibocsátást az első időszakban nem csökkentették.”

Fontos stratégiai feladat→olyan kvótakereskedelmi rendszer kidolgozása nemzetközi és hazai szinten, amely ösztönzi a széndioxid emisszió csökkentését, valamint az azt elősegítő technológiák alkalmazását, illetve az azokra való igényt.

5. célkitűzés: Cselekvési terv kidolgozása a széndioxid elhelyezés megvalósítására.

IV.A CO2 földalatti elhelyezés jogi vonatkozásai• Nemzetközi egyezmények és együttműködések

áttekintése. • Jogi háttér az EU vonatkozásában.• Jogi háttér az egyes EU országokban.• Jogi háttér Magyarországon.• Az EU várható szabályozásainak, az egyes EU

országok idevonatkozó jogi hátterének adaptálhatósága a hazai jogi környezetre.

• A CO2 kibocsátáshoz, tároláshoz kapcsolódó jogi szabályozás kidolgozása a földtani szempontok figyelembe vételével a radioaktív hulladék-elhelyezés mintájára.

• A Projektet a Miniszterelnöki Hivatal és a Magyar Tudományos Akadémia közös stratégiai pályázata finanszírozta.

A szerződés száma: 10.025-MeH-IV/3.2./2006.

Köszönöm a figyelmet!