Kohlenstoffdioxid in salinen Aquiferen einschließen
Eines der dringendsten Probleme der Menschheit ist die Frage, wie die globale Erwärmung und der Klimawandel abgeschwächt werden können. Die Emission von CO2-Gas in die Atmosphäre ist einer der Hauptgründe für die Erwärmung, und ein Lösungsansatz besteht darin, es einzuschließen. Salzwasserführende Grundwasserleiter (Aquifere) könnten ein geeigneter Ort für die CO2-Sequestrierung sein.Die Mitglieder des Projekts "CO2 Multiphase reactive transport modelling" (CO2-MATE) verwendeten sowohl hochauflösende Modellierung als auch experimentelle Verfahren, um den CO2-Fluss und -Transport in Salzwasser-Aquiferen zu studieren. Das Ziel bestand darin, ein tieferes Verständnis über die Einschlussmechanismen zu erlangen, sodass sie realistisch modelliert werden können.Die Forscher setzten ein Darcy-Boussinesq-Modell ein, in welchem die Rayleigh-Zahl den zentralen Parameter darstellt. Mithilfe eines neu entwickelten theoretischen Zusammenhangs zeigten sie, dass die skalare Dissipationsrate den Lösungsfluss und die Mischungsgeschwindigkeit der Fluide bestimmt. Berechnungen belegten, dass der Lösungsfluss unter bestimmten Bedingungen konstant und von der Rayleigh-Zahl unabhängig war. Ihre Erkenntnisse legen nahe, dass es alternativer Erklärungen für nicht-lineare Skalierung bedarf. Die Projektarbeit zeigte außerdem, dass die Flussdynamik und einige makroskopische Merkmale der wandernden Strömung mithilfe eines eindimensionalen Sharp-Interface-Modells reproduziert werden könnten. Weitere untersuchte Aspekte umfassten die Aquifer-Heterogenität sowie die Lösung von Calcit während der konvektiven Mischung von CO2 in einem Carbonat-Aquifer.Die Ergebnisse des CO2-MATE-Projekts werden zur Entwicklung anwendbarer numerischer Tools beitragen. Dies könnte wiederum die Planung und Überwachung von CO2-Speicherstätten verbessern.
