Az ipari tevékenységből származó széndioxid hosszú távú elhelyezésének lehetőségei Magyarországon

1. 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)

2. Miért kell elhelyezni a szén-dioxidot? • Emberi tevékenységből származó CO2 koncentráció növekedése a légkörben  klímaváltozás • Nemzetközi egyezmények • EU CO2 kereskedelem, kvóta

3. 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

4. 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

5. 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).

6. 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!

7. 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. 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.

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

9. Magyarország kőszén előfordulásai

10. Magyarország szénhidrogén előfordulásai

11. Mély sósvizes formációk

12. 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).

14. 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

15. 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

16. 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)

17. Geofizikai monitoring • Szeizmikus és mikroszeizmikus módszerek • Mikrogravitációs mérések • Mélyfúrás-geofizikai mérések

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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!