הצלחה מפתיעה בניסיון לקבע פחמן דו-חמצני כמינרלים בקרקע. השיטה עשויה להיות יעילה בהורדת הריכוז של גז חממה זה באטמוספרה
צוות מדענים בין לאומי השיג הצלחה מפתיעה בניסוי ראשוני שבדק את האפשרות לאחסן פחמן דו-חמצני בקרקע. החוקרים הצליחו לגרום לתגובה כימית של הפחמן הדו-חמצני עם מתכות הנמצאות בסלעים, וכך להמיר את הגז למינרלים ולסלק אותו מהאטמוספרה.
הדו"ח האחרון של הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC), שפורסם ב-2014, קובע בסוגיית גזי החממה כי "ריכוזי הפחמן הדו-חמצני (CO2), המתאן (CH4) והחנקן החמצני (NO) באטמוספרה עלו לרמתם הגבוהה ביותר זה לפחות 800 אלף שנים" וכי "ריכוז הפחמן הדו-חמצני גדל ב-40 אחוז מאז התקופה הטרום-תעשייתית, בעיקר כתוצאה משריפה של דלק מאובנים".
אחת הדרכים להאט את העלייה בריכוז ה-CO2 באטמוספרה היא לצמצם את פליטתו, למשל באמצעות בנייה של מפעלים חסכוניים יותר באנרגיה. אך כיום נעשים גם ניסיונות להפחית את ריכוזו באופן פעיל, באמצעות לכידה ואחסון של פחמן (carbon capture and storage, ובקיצור CCS) – אחסון ה-CO2 כגז בשכבות גיאולוגיות עמוקות כדי למנוע את חזרתו לאטמוספרה. בשנים האחרונות נעשו עשרות ניסויים לבדיקת ההיתכנות של השיטה הזו, אולם רק מעטים מהם עברו ליישום בקנה מידה רחב, בעיקר בשל העלויות הגבוהות של לכידת CO2 באמצעים כימיים (100-50 דולר ללכידת טון CO2). מעבר לעלות הגבוהה, יש עוד שתי בעיות עיקריות: היכן לאחסן את הגז וכיצד למנוע את ממנו לחזור לאטמוספרה.
קבוצת מדענים מבריטניה, מאיסלנד, מארצות הברית ומצרפת, בראשות יורג מאטר (Matter) מאוניברסיטת סאות'המפטון בבריטניה, מציעה כעת גישה שונה: להזריק CO2 לשכבות תת-קרקעיות של בזלת, סלע געשי הנמצא בתחתית האוקיינוסים וגם ביבשות, להניח ל-CO2 להגיב עם מתכות הנמצאות בבזלת וליצור מינרלים פחמניים כמו קלציט. ואולם, בהתבסס על ניסויים במעבדה ועל מודלים ממוחשבים, העריכו החוקרים כי התהליך יארך לפחות עשור שנים. כדי לבדוק זאת, הקימו בשיתוף עם חברת האנרגיה האיסלנדית רייקיאוויק אנרג'י את פרויקט CarbFix.
הפרויקט יצא לדרך ב-2006, במסגרת ביקור של נשיא איסלנד באוניברסיטת קולומביה בניו יורק. הנשיא נפגש עם חוקרי סביבה באוניברסיטה במטרה למצוא דרכים לצמצום פליטת גזי החממה במדינתו. "הוא רצה להביא לכך שאיסלנד לא תפלוט עוד CO2", מספר מרטין סטוט (Stute) מאוניברסיטת קולומביה, החבר בפרויקט. פרויקט CarbFix שם לו למטרה לנסות לכלוא את הפחמן הנפלט ממפעל גיאותרמי גדול באיסלנד במצבורי הבזלת התת-קרקעיים הנפוצים במדינה.
פתרון מעשי וקבוע
החלק המעשי של הפרויקט החל בשנת 2012, כאשר החוקרים הזריקו 220 טונות של CO2 לשכבות בזלת בעומק 800-400 מטר. החוקרים הוסיפו לגז גם CO2 מסומן בפחמן כבד לצורכי ניטור, וכן מים, המגיבים עם הגז ליצירת חומצה פחמתית (H2CO3) הדרושה לתגובת המינרליזציה. תוצאות הפרויקט, שפורסמו לאחרונה בכתב העת Science, הפתיעו את החוקרים. על פי התוצאות, הזרקת CO2 למסלע געשי הביאה לתגובה מהירה של הגז וליצירת מינרלים קרבונטיים (מינרלים המכילים יון פחמתי). שנה וחצי לאחר ההזרקה, העידו המדידות שיותר מ-95 אחוז מהפחמן שהוזרק נמצא בקלציט ובמינרלים אחרים. "זו הייתה הפתעה אדירה שתהליך הפחמון התרחש מהר כל כך", מספר מאטר. "פירוש הדבר שזו עשויה להיות דרך מעשית לאחסון תת-קרקעי של CO2 באופן קבוע, ללא סכנה של דליפות. עלינו להתמודד עם העלייה בפליטת הפחמן, וזו הצורה האולטימטיבית לאחסון קבע – להפוך אותו חזרה לאבן".
נדרש עוד מחקר רב וממושך עד שהתהליך יהפוך לשגרתי. ראשית, יש צורך בניסויים נוספים בקנה מידה גדול כדי לאשר שאכן אחוז כה גבוה מה-CO2 עובר מינרליזציה, ושהתהליך אכן מהיר כפי שנמצא בניסוי זה. בנוסף, התהליך דורש כמויות גדולות של מים – 25 טונות לכל טון של CO2. עם זאת, החוקרים טוענים כי יהיה אפשר להשתמש במי ים. אך המכשול הגדול ביותר בפני שיטה כזו הוא כלכלי: כל עוד קובעי המדיניות אינם מחייבים תחנות כוח ומפעלים לשלם סכומים גדולים על פליטת CO2 ושאר גזי חממה, אין להם אינטרס לפתח וליישם שיטות כאלה.
