16.02.2022
Bakterier kan hjelpe til med å sikre trygg CO₂-lagring
Når CO2 lagres dypt under bakken må vi være sikre på at klimagassen forblir permanent lagret. Forskere ved NORCE har vist at bakterier kan lede til utfellinger av fast stoff som tetter mulige lekkasjeveier. Resultatene vil være nyttige når fremtidige lagringssteder skal utvikles.
Bakterier forsegler
Prosjektleder Svenn Tveit ved NORCE har stått i spissen for en gruppe forskere som har studert en unik ide som kan gi trygg lagring av CO2 dypt under bakken. Ved storskala injeksjon av CO2 i geologiske formasjoner kan høyt trykk skape sprekker som gjør at CO2 kan bevege seg tilbake til overflaten. For å forhindre dette kan spesielle bakterier produsere et fast stoff som forsegler sprekkene. Denne ideen har Tveit og hans team studert i et FoU-prosjekt finansiert av CLIMIT.
Det er velkjent at noen bakterier kan danne kalsitt. Dette er et fast og tett stoff. Tveit og hans forskerkolleger har studert hvordan denne mekanismen kan brukes i et CO2-lager.
– Konklusjonen er at bakteriell utfelling av kalsitt kan sikre trygg lagring. Forutsigbarheten til denne teknologien krever imidlertid nøyaktige simuleringsmodeller, noe vi har utviklet gjennom vårt prosjekt, sier prosjektleder Svenn Tveit.
I figuren under er det illustrert hvordan CO2 lagret dypt under bakken kan bevege seg i sprekker og potensielt ende opp i enten havet eller atmosfæren. Det gjelder å tette sprekkene slik at CO2 ikke slipper ut.
CO2 lagres i porøse lag (rødt). Tette takbergarter (grå) skal hindre CO2 fra å bevege seg ut av lageret, men CO2 kan allikevel bevege seg langs forskyvninger og sprekker (faults, fractures). Illustrasjon: NORCE.
Lovende injeksjonsstrategier for effektiv kalsittutfelling
I prosjektet til Tveit er det dokumentert at bakterier kan kultiveres til å danne en biofilm som legger seg i sprekker i bergarter. Dette kan igjen gi en utfelling av kalsitt som helt tetter sprekken, som vist i illustrasjonen nedenfor.
I en porøs bergart er det tomrom hvor vann eller CO2 kan flyte fritt. Bakterier kan legge seg som en biofilm hvor det felles ut kalsitt. Dermed kan sprekker tettes slik at CO2 ikke kan flyte ut av CO2-lageret. Illustrasjon: NORCE.
Metoden kalles mikrobielt frembrakt kalsittutfelling, og for å få dette til å fungere er det viktig å utforme en strategi for injeksjon av mikrober og andre komponenter som er gunstige for å tette toppen av formasjonen, og samtidig opprettholde muligheten for å injisere CO2 lengre ned.
For å kunne svare på slike spørsmål må dagens modeller oppskaleres. Det er velkjent at bruk av underjordiske strømningsmodeller som omfatter bakterielle og kjemiske reaksjoner kan føre til store feil hvis de ikke er riktig oppskalert.
– I prosjektet har vi utviklet modeller for oppskalering og etablert lovende injeksjonsstrategier for effektiv kalsittutfelling, poengterer Tveit.
Den matematiske modellen er lagt inn i en åpen-kildekode simulator kalt OPM Flow slik at den kan brukes og videreutvikles av akademiske og industrielle miljøer.
For å nå internasjonale klimamålsetninger trengs mangfoldige CO2-lagre. De nye resultatene om kalsittutfelling vil være svært nyttige for bedrifter som etter hvert skal utvikle og drifte alle disse CO2-lagrene.
Nøkkeldata om prosjektet
Tittel: MICAP – Efficient models for Microbially Induced CAlcite Precipitation as a seal for CO2 storage
Prosjektnummer: 268390
Partnere: NORCE (prosjekteier), Universitetet i Bergen, Universitet i Stuttgart, Tufts University, Wintershall AS
Prosjektperiode: 2017-2021
Budsjett: 9 millioner kroner. Finansiert i sin helhet av Forskningsrådet