Forskere finder fremtidens underjordiske CO2-lagre

Lagring af CO2 under jorden er en vigtig brik, når målet om klimaneutralitet skal nås i 2050. Ved at indfange udledningen fra fx afbrænding af biomasse på kraftværkerne kan man skabe negative udledninger i klimaregnskabet – men så er spørgsmålet bare, hvor klimagassen skal opbevares? Det har forskere fra KU og GEUS netop undersøgt i et storstilet projekt.

Lastbiler med vibrerende stempler og såkaldte geofoner har netop undersøgt en 130 km lang strækning af Nordvestsjællands undergrund i jagten på fremtidens CO2-lagre. Foto: KU/Emilie Thejll-Madsen

Danmark skal reducere udledningen af klimagasser med 70 procent i 2030 i forhold til niveauet i 1990, og i 2050 skal vi være et klimaneutralt land.

Sådan lyder den danske klimamålsætning, men for at vi kan nå den, kræver det ikke kun, at udledningerne af CO2 bliver mindre – vi skal også have negative udledninger, der kan tælle den anden vej i klimaregnskabet.

Det kan opnås via teknologien CCS – Carbon Capture and Storage – hvor CO2 indfanges og gemmes i lagre under jorden. Det kan fx ske i energiforsyningen på de danske kraftværker, hvor indfangning af CO2 fra afbrænding af biomasse til energi kan give de eftertragtede negative udledninger, såkaldt Bioenergy with carbon capture and storage eller BECCS.

Undergrunden i NordVestsjælland er blevet undersøgt ved hjælp af lastbiler med store stempler, der for hver 10. meter har sendt lydbølger ned gennem jorden. Foto: KU/Emilie Thejll-Madsen

Det er allerede vedtaget som en del af Danmarks klimaplan, at vi skal indfange drivhusgas og gemme den under jorden, men dels mangler teknologien at blive klar, og så skal vi også finde de helt rigtige steder i undergrunden, hvor CO2’en kan sendes ned.

3 betingelser for et CO2-lager i undergrunden

Lagret skal ca. 800 meter ned, for at trykket komprimerer CO2’en.

Jordlaget, som lageret skal ligge i, skal være porøst, så der er plads nok til gassen.

Ovenpå skal der gerne været et uigennemtrængeligt jordlag, som ’forsejler’ gassen, så den ikke siver ud.

Sidstnævnte har Københavns Universitet og GEUS – De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland – netop hjulpet med at finde frem til. De har været i Havnsø-området i Nordvestsjælland for at undersøge en 130 km lang strækning af områdets undergrund i jagten på de bedste betingelser for lagring af CO2 – en undersøgelse i en skala, som aldrig har været gennemført før i Danmark.

Gas skal under tryk

Gassen skal opbevares mindst 800 meter under jorden. Her skal den kunne pumpes ned i et velegnet jordlag som fx sandsten, der indeholder mange små luftrum, hvor CO2’en kan fordele sig. For at holde på gassen er det også afgørende, at der findes et jordlag ovenover, som er uigennemtrængeligt, fx lerholdigt materiale.

På grund af presset fra jordlagene i den rette dybde kommer CO2’en under sådan et tryk, at gassen komprimeres og opløses i det salte vand, som i forvejen er i jorden. På den måde kan store mængder CO2 opbevares samme sted og med høj stabilitet.

Såkaldte geofoner har registreret den reflekterede lyd fra undergrunden. Dataene fra geofonerne kan omdannes til billeder, der afslører undergrundens sammensætning. Foto: KU/Emilie Thejll-Madsen

Netop sådan et sted ser Havnsøstrukturen ud til at være, og de geologiske lag under Havnsø rummer et af de største potentielle CO2 -lagre i den danske undergrund. Derfor kan området måske komme til at huse et af Danmarks første geologiske CO2 -lagre, og det er årsagen til, at staten tildelt GEUS en stor bevilling til blandt andet at opstarte projektet ”Seismisk dataindsamling over Havnsøstrukturen i Nordvestsjælland”.

Sådan aflæses undergrunden

Hver 10. meter ryster et stort stempel på lastbilerne og sender vibrationer ned igennem jorden. Manøvren danner kraftige lydbølger, der bevæger sig fra dybe vibrationer og lange bølgelængder til vibrationer i et højere toneleje og korte bølgelængder. Det brede spektrum af bølger er vigtigt for at kunne skelne de enkelte jordlag med så god detaljegrad som mulig.

Geofoner – en slags mikrofoner, der kan opfange refleksioner fra undergrunden, er blevet brugt i undersøgelsen på forskellig vis. Et sæt geofoner har været hængt efter vibratorbilerne på en såkaldt streamer med en meter mellem hver geofon. De giver høj dataopløsning i de øverste 3-400 meters dybde.

En anden gruppe geofoner lå stationært langs med ruten over flere kilometer spredt ud med 10 meter imellem hver geofon. Disse benyttes især til at se dybere ned.

Der vil desuden blive brugt viden fra tidligere boringer langs med ruten til at fastslå, hvilke bjergarter de observerede jordlag består af.

Projektet er anført af GEUS, mens Københavns Universitet bidrager bl.a. med geofysisk ekspertise i form af Lars Nielsen fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, som er professor i geofysik. GEUS kontaktede Lars Nielsen for at trække på hans mangeårige viden om, hvordan seismiske lydbølger udbreder sig og påvirker hinanden i forskellige jordlag og hans erfaring med at designe geologiske undersøgelser.

Det er nemlig på den måde, forskerne har undersøgt den nordvestsjællandske undergrund. Lastbiler med et stort vibrerende stempel har sendt lydbølger ned gennem jorden, mens såkaldte geofoner opfanger den reflekterede lyd fra jordlagene. Dataene fra geofonerne kan ved hjælp af kraftige computere danne detaljerede billeder af undergrunden.

”Tidligere brugte vi ofte dynamit til at lave lydbølgerne. Det er rigtig effektivt, men det er destruktivt og giver en masse bøvl. I stedet har jeg sammen med GEUS og Uppsala Universitet designet undersøgelserne sådan, at vi kunne bruge de her vibratorlastbiler, som er det bedste til at løse opgaven. Og så har vi været heldige at få noget udstyr og nogle dygtige folk fra Uppsala Universitet med i samarbejdet, som jeg før har lavet undersøgelser sammen med, med denne teknik,” siger Lars Nielsen ifølge KU.

Alle billederne danner tilsammen et kort, som forskerne kan bruge til at finde det helt rigtige sted at gemme CO2 sikkert væk i undergrunden i nær fremtid. Dataindsamlingen er netop blevet færdig, og arbejdet med at analysere data er begyndt.

Se alle artikler fra Magasinet Skoven