Gassnova SF

Unike CO2-laboratorier i nord og sør

Nyhet   •   nov 02, 2010 20:30 CET

Norge har fått to unike feltlaboratorier for CO2-lagring, det ene på eksotiske Svalbard, det andre på oslonære Hurum. Resultatene herfra vil påvirke måten CO2 lagres på verden over. Neste år begynner injisering av CO2 i sør og vann i nord.

De to forskningslaboratoriene har ulike oppgaver, men samme mål: Sikker lagring av CO2 i berggrunnen.

Lyktes på fjerde forsøk på Svalbard
Forskning er ingen rettlinjet virksomhet. Det fikk forskerne På Svalbard erfare da de boret på Svalbard for å finne et gunstig reservoar for CO2.

- Tre brønner var mislykket, men den fjerde var vellykket, sier professor Snorre Olaussen ved UNIS. Han leder for tiden prosjektet ved Longyearbyen CO2 Lab. De tre første forsøkene måtte avbrytes da boremaskinene støtte på problemer i berggrunnen.  Det planlegges nå en femte brønn og ytterligere seismisk innsamling for å få bedre oversikt over hvor stort reservoaret er og evnen til å beholde væske under høyt trykk. Neste år skal vann pumpes ned i brønnen for å se hvordan reservoaret oppfører seg under injeksjon og trykkoppbyggingen.

 Svalbard er en ettertraktet plass for å lære mer om hvordan CO2 oppfører seg i bergarter. Naturen har laget fjellformasjonene slik at de samme lagene ligger i fjellet ved Longyearbyen som de som ligger tusen meter under bakken, bare 13 kilometer unna. Bergrunnen som består av sedimentære bergarter, har et oppsprukket sandsteinreservoar fra 670 til nær 1000 meters dyp med tette skiferlag over og egner seg derfor godt til CO2- lagring.

Svalbardsamfunnet planlegger å bli CO2-fritt ved å bygge et nytt kullkraftverk der CO2-en lagres under bakken. Longyearbyen CO2 Lab skal finne ut om lagringen av CO2 er sikker. 

Risiko
Etter planen skal CO2 injiseres i et reservoarlag mellom 670 og 1000 meter under bakken. Utstyr plassert i et tyvetalls overvåkingsbrønner skal sammen med utstyr på overflaten måle eventuelle lekkasjer. Bakken på Svalbard er spesiell ved at de øverste hundre meterne er frosset året rundt (permafrost). De neste 400 meterne er tette bergarter.

- Prøveboringen viser at vi har god kontroll på reservoaret og takbergarten. Vurdering av risikoen for lekkasje er en av våre fremste oppgaver de neste to årene, men foreløpige antagelser tyder på en lav risiko med de små mengdene CO2 vi tross alt snakker om her, sier Olaussen.

Forskerne fikk seg likevel en overraskelse etter hvert som boret kom ned mot det planlagte reservoaret.

- Trykket var mye lavere enn forventet. På 870 meters dyp var trykket 37 bar lavere enn hydrostatisk trykk på den dybden. Det tyder på tett takbergart mellom reservoaret og overflaten, ideelt for lagring av CO2, sa Olaussen under CLIMIT-dagene 2010.

Vanligvis injiseres CO2-en i flytende form inn i vannlag i berggrunnen. Det lave trykket gir en ny utfordring.

- Vi er nå usikre om vi har en væske i superkritisk fase eller en gassfase i dypet som den potensielle reservoarbergarten befinner seg i. Ved normalt hydrostatisk trykk beregnet vi at gassfasen vil gå over til væske ved ca 400 meters dyp. Med endret trykkforhold i reservoaret må vi nå se på dette med nye øyne, sier Olaussen. (Artikkelen fortsetter under bildet)


Skal lekke i Svelvik
Mens forskerne på Svalbard skal finne tette lagringsplasser for CO2, ønsker forskerne i Svelvik at CO2-en skal sive opp fra lageret i bakken. Målet er å finne hvilke målemetoder som er mest egnet til å oppdage lekkasjer i et lagringsreservoar på et tidlig tidspunkt.

- EU krever i sitt direktiv måling av CO2-reservorer og at operatørene kan håndtere lekkasjer, sier forsker Maria Barrio i SINTEF. Hun leder prosjektet CO2 Field Lab. Problemet for EU er at det foreløpig ikke finnes godkjente metoder for å overvåke CO2-en i et lager. Det skal CO2 Field Lab bidra til å klarlegge.

Første brønn boret
I sommer boret forskerne en 333 meter dyp brønn i et sandtak i Svelvikryggen i Hurum øst for Drammen for å sjekke formasjonene under bakken. I oktober/november foretas en injeksjonstest. Dataene fra den første fasen av prosjektet bearbeides i disse dager og går inn i en modell for berggrunnen der CO2-en skal injiseres. I fase to som starter neste år, skal små mengder CO2 injiseres på 20 meters og 200 meters dyp. Rundt injeksjonsstedene skal det monteres en rekke ulike måleinstrumenter.

- Vi ønsker å finne hvor tidlig de ulike monitoreringsteknologiene kan oppdage CO2 og hvordan de arbeider sammen, sa Barrio under CLIMIT-dagene 2010. Hun tror det blir nødvendig med flere systemer for å overvåke et CO2-reservoar.

Boringen i et sandtak som det i Svelvikryggen, har vært en utfordring. Den løse sanden raser ned i borehullet etter hvert som boret går dypere. For å motvirke utglidningen pumpes tungt boreslam ned i hullet langs borestrengen. Bentonitten i boreslammet binder sanden slik at foringsrør kan dyttes fortløpende ned i hullet for å stabilisere hullet permanent.

Måling av området rundt CO2 Field Lab viser at bakgrunnsnivået av CO2 er svært lavt, rundt 0,1 prosent. Det vil gjøre det enklere å måle CO2-en som kommer helt opp til overflaten fra lageret nede i bakken.

Befolkningen i Svelvik har så langt ikke hatt noe i mot CO2-lagringen. Uansett er det svært små mengder som skal injiseres, rundt 200 tonn i perioden 2011-2013.

Prosjektet, som støttes av CLIMIT, er også blitt et Eurogia+-prosjekt der partnere fra Frankrike og Storbritannia deltar.