Una nueva investigación en la Universidad de Texas en Austin muestra que inyectar aire y dióxido de carbono en depósitos de hielo de metano enterrados debajo del Golfo de México podría desbloquear vastos recursos de energía de gas natural al tiempo que ayuda a combatir el cambio climático al atrapar el dióxido de carbono bajo tierra.
El estudio, publicado el 27 de junio en la revista Investigación de recursos hídricos , utilizó modelos de computadora para simular lo que sucede cuando se inyectan mezclas de dióxido de carbono y aire en depósitos de hidrato de metano, un compuesto químico rico en agua y similar al hielo que se forma naturalmente en ambientes de alta presión y baja temperatura, comoen las profundidades del Golfo de México y bajo el permafrost ártico.
El autor principal Kris Darnell, un recién graduado doctoral de la Facultad de Geociencias de la Universidad de Jackson en UT, dijo que la investigación es el siguiente paso para resolver dos desafíos globales importantes: la seguridad energética y el almacenamiento de carbono.
"Nuestro estudio muestra que puede almacenar dióxido de carbono en hidratos y producir energía al mismo tiempo", dijo Darnell, cuya investigación fue financiada por el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas UTIG.
En el proceso, el nitrógeno en el aire inyectado barre el metano hacia un pozo de producción y permite que el dióxido de carbono tome su lugar, dijeron los investigadores. La belleza de este enfoque es que extrae gas natural de los depósitos de hidrato de metano y al mismo tiempoel tiempo almacena dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, en un entorno profundo donde es poco probable que se libere a la atmósfera, donde podría contribuir al cambio climático.
Esta no es la primera vez que se han propuesto depósitos de hidratos para el almacenamiento de dióxido de carbono. Los intentos anteriores fallaron o produjeron resultados mediocres. El nuevo estudio desglosa la física detrás del proceso para revelar por qué los intentos anteriores fallaron y cómo hacerlo bien.
El siguiente paso, dijo Darnell, es probar sus hallazgos en un laboratorio. La Escuela Jackson y el Departamento de Ingeniería de Petróleo y Geosistemas de UT Hildebrand actualmente están probando el método en una instalación especializada en la Escuela Jackson, que es una de laspocos en el mundo que pueden almacenar y evaluar el hidrato de metano. Este trabajo está dirigido por Peter Flemings, profesor de la Escuela Jackson y científico investigador de la UTIG, y David DiCarlo, profesor del Departamento de Hildebrand. Ambos son coautores del artículo..
"Dos cosas son realmente geniales. Primero, podemos producir gas natural para generar energía y secuestrar CO 2 ", dijo Flemings." Segundo, intercambiando el hidrato de metano con CO 2 hidrato, perturbamos menos la formación geológica, reduciendo el impacto ambiental, y hacemos que el proceso sea energéticamente más eficiente ".
Si se puede demostrar que el proceso funciona en el campo a escala industrial, tiene un enorme potencial.
El hidrato de metano es uno de un grupo de compuestos químicos conocidos como hidratos de gas en el que las moléculas de gas quedan atrapadas dentro de las jaulas de las moléculas de hielo de agua en lugar de unirse químicamente con ellas. UT y el Departamento de Energía de los EE. UU. DOE están trabajando juntos para estudiarformando naturalmente hidratos de metano con el objetivo de descubrir su potencial como recurso energético. Esto es importante porque las estimaciones sugieren que el metano cosechado de los depósitos de hidratos que se encuentran debajo del Golfo de México solo podría alimentar al país durante cientos de años.
En el documento, los autores mostraron que un proceso en el que un tipo de molécula atrapada en el hidrato se intercambia por otro llamado intercambio de molécula huésped es un proceso de dos etapas y no un proceso único y simultáneo, como se pensaba anteriormenteser - estar.
Primero, el nitrógeno descompone el hidrato de metano. Segundo, el dióxido de carbono se cristaliza en una ola de hidrato de dióxido de carbono que se mueve lentamente detrás del gas de metano que se escapa.
Las simulaciones por computadora indican que el proceso puede repetirse con concentraciones crecientes de dióxido de carbono hasta que el depósito se sature. Los autores dijeron que, a diferencia de algunos métodos de almacenamiento de carbono, esto proporciona un incentivo inmediato para que la industria comience a almacenar dióxido de carbono, un importanteimpulsor del cambio climático.
"Ahora estamos invitando abiertamente a toda la comunidad científica a salir y usar lo que estamos aprendiendo para mover la pelota hacia adelante", dijo Flemings.
El DOE apoyó la investigación que condujo al documento.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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