Διαπυρικές δομές εβαποριτικών σχηματισμών στη Δυτική Ελλάδα ως πιθανοί χώροι αποθήκευσης CO2 και H2
Loading...
Date
2024-10-24
Authors
Ψαρρός, Βασίλειος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διατριβή ειδίκευσης πραγματεύεται το θέμα της προοπτικής υπόγειας γεωλογικής αποθήκευσης CO2 και Η2 σε διαπειρικές δομές εβαποριτικών γεωλογικών σχηματισμών της ΒΔ Ελλάδας. Η δέσμευση και αποθήκευση CO2 αποτελεί μια σημαντική διαδικασία καθώς συμβάλει στην αποτροπή των αρνητικών επιπτώσεων των εκπομπών του CO2 στην ατμόσφαιρα, όπως π.χ. το φαινόμενο του θερμοκηπίου και της οξίνισης των ωκεανών. Η αποθήκευση του Η2 αποτελεί μία φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία, καθώς μέσα από αυτή μπορεί να πραγματοποιηθεί μεγάλης κλίμακας ελεγχόμενη και ευέλικτη μετατροπή ενέργειας. Το θέμα της εργασίας επιλέχθηκε με γνώμονα το μεγάλο ενδιαφέρον γύρω από την γεωλογική αποθήκευση γεωενέργειας σε συνδυασμό με την περιορισμένη σχετική βιβλιογραφία για την αποθήκευση του Η2 σε διαπειρικές δομές του ελληνικού χώρου.
Φαινόμενα διαπειρισμού στον Ελλαδικό χώρο, μέσω των οποίων έχουμε την διείσδυση μεγάλων μαζών εβαποριτικών σχηματισμών, τόσο στην επιφάνεια όσο και σε βάθος (από δεδομένα βαθειών σεισμικών τομών), παρατηρούνται κυρίως στη Δυτική Ελλάδα κατά μήκος της Ιονίου ζώνης, όπως στην Αιτωλοακαρνανία, στην Ήπειρο, σε νησιά του Ιονίου καθώς και στην περιοχή της Δυτ. Πελοποννήσου. Η γεωλογική καταλληλόλητα για αποθήκευση γεωενέργειας σε διανοιγμένες κοιλότητες αλατούχων σχηματισμών (salt caverns) καθορίζεται από κάποια βασικά γεωλογικά κριτήρια όπως:
i) το βάθος ανάπτυξης της κοιλότητας αποθήκευσης, που πρέπει να εκτείνεται από τουλάχιστον 900-1300 μέτρα,
ii) το ελάχιστο πάχος του αλατούχου σχηματισμού σχηματισμού (150-200 μ.),
iii) την ορυκτολογική σύσταση των αλατούχων σχηματισμών, η οποία πρέπει κατά κύριο λόγο να αποτελείτε από αλίτη σε ποσοστά μεγαλύτερα του 90-95%,
iv) το χαμηλό πορώδες και διαπερατότητα, ώστε να εξασφαλίζεται η παραμονή του υπέρκριτου αερίου στην κοιλότητα και να μην παρατηρούνται διαφυγές, καθώς και άλλα οικονομο-τεχνικά κριτήρια που δεν αποτελούν αντικείμενο αυτής της διατριβής.
Τα παραπάνω κριτήρια γεωλογικής καταλληλόλητας εξετάστηκαν σε περιοχές της Δυτ. Ελλάδας όπου πραγματοποιήθηκε συλλογή και εργαστηριακές αναλύσεις δειγμάτων πετρωμάτων από διαπειρικές δομές στην περιοχή της Κατούνας (Αιτωλοακαρνανία), του Πάγου (Κέρκυρα), και από διάφορες περιοχές της Πρέβεζας (Καναλάκι-Αηδόνια-Χειμαδιό). Για τον προσδιορισμό της ορυκτολογικής και ποσοτικής σύστασης στα δείγματα πραγματοποιήθηκαν ανάλυσεις Χ-Ray Powder Diffraction (XRD) και ανάλυση Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), όπου έδειξαν την κυριαρχία των ορυκτών της γύψου (Gp), του ανυδρίτη (Anh) και του αλίτη (Hl). Για το χαρακτηρισμό των πετροφυσικών τους χαρακτηριστικών, όπως του πορώδους, της κατανομής του μεγέθους πόρων (PSD), της διαπερατότητας και της ειδικής επιφάνειας έγιναν παράλληλα αναλύσεις Brunauer-Emmett-Teller (BET) με άζωτο και Mercury Injection Capillary Pressure, (MICP) σύμφωνα με τις οποίες το πορώδες παρουσιάζει τιμές που κυμαίνονται από 0.17% έως 5%, με ευρεία κατανομή της διαμέτρου των πόρων από μικροπορώδες 1.8-4 nm, μεσοπορώδες 7-10 nm, ενώ εμφανίζει και μακροπορώδες 200-300 nm. Με βάση τον τύπο βρόγχου υστέρησης (τύπος Η3) οι πόροι των δειγμάτων έχουν μορφή σχισμής (slit-like pores). Η διαπερατότητα εμφανίζει χαμηλές τιμές που κυμαίνονται από 0.00587 έως 0.46367 mD. Τέλος, ή ειδική επιφάνεια παρουσιάζει τιμές από 2.89-22.7 m2/g.
Με βάση την ερμηνεία των προκαταρτικών αποτελεσμάτων, και το ποσοστό κάλυψης των απαραίτητων γεωλογικών κριτηρίων της υπόγειας αποθήκευσης ενέργειας συζητούνται οι προοπτικές της υπόγειας αποθήκευσης σε τεχνητές κοιλότητες αλατούχων σχηματισμών και παρατίθενται οι δυσμενείς παράγοντες που χρήζουν περαιτέρω μελέτης στα επόμενα ερευνητικά στάδια.
Description
Keywords
Εβαπορίτες, Υδρογόνο, Διοξείδιο του άνθρακα