Az ipari tevékenységből származó széndioxid hosszú távú elhelyezésének lehetőségei Magyarországon Projektvezető: Dr. Fancsik Tamás A kutatási projektben részt vevő intézmény(ek): A kutatás vezetője: Magyar Állami Eötvös Loránd Geofizikai Intézet MTA-ELTE Geofizikai és Környezetfizikai Kutatócsoportja (MTA-ELTE GKK) ELTE Környezettudományi Koordinációs Kutató Központja (ELTE-KKKK)

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. 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. 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.

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. Alkalmas tároló kiválasztása Alapállapot felmérés 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 szerződés száma: 10.025-MeH-IV/3.2./2006. 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!