Đánh giá số học về ảnh hưởng của dòng chảy và sự axit hóa đại dương đến sự rò rỉ bọt khí Co2 trong các khu lưu trữ dưới đáy biển nông

Abstract

Thu hồi và lưu trữ cacbon là một chiến lược trọng yếu để giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Mặc dù việc lưu trữ CO2 dưới biển mang lại tiềm năng to lớn, rủi ro rò rỉ khí tạo thành các chùm bọt khí ở vùng nước nông lại gây ra mối đe dọa nghiêm trọng cho các hệ sinh thái biển bằng cách gây ra sự axit hóa cục bộ. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng Động lực học lưu chất thông qua mô hình đa pha Euler-Euler để mô phỏng quá trình nổi lên và hòa tan của các bọt khí CO2 dưới tác động của dòng hải lưu. Mô hình được kiểm chứng dựa trên dữ liệu thực nghiệm, kết quả cho thấy khi quá trình chuyển khối (hòa tan) diễn ra, kích thước bọt khí thu nhỏ đáng kể (giảm xuống còn 2,0 mm - 9,91 mm ở độ cao 30 cm so với đáy biển) so với giới hạn tối đa ban đầu là 12 mm. Sự giảm thể tích này làm chậm vận tốc nổi lên của bọt khí, gây ra sự tích tụ nồng độ CO2 hòa tan cao ở tầng đáy, từ đó dẫn đến những rủi ro sinh thái nghiêm trọng.
Keywords
bọt khí Co2 dòng hải lưu axit hóa đại dương rò rỉ mô phỏng động lực học lưu chất

References

1.
Brewer P. G., Peltzer E. T., Friederich G., Rehder G. (2002). Experimental determination of the fate of rising CO2 droplets in seawater. Environmental Science and Technology, 36(24), 5441-5446.
2.
Dewar M., Sellami N., & Chen B. (2015). Dynamics of rising CO2 bubble plumes in the QICS field experiment: Part 2 - Modelling. International Journal of Greenhouse Gas Control, 38, 52-63.
3.
Haugan P. M., & Drange H. (1992). Sequestration of CO2 in the deep ocean by shallow injection. Nature, 357(6376), 318-320.
4.
IPCC (2005). IPCC special report on carbon dioxide capture and storage, prepared by Working Group III of the IPCC. Cambridge University Press.
5.
Rockstrom J., Steffen W., Noone K., Persson A., Chapin F. S. et al. (2009). A safe operating space for humanity. Nature, 461(7263), 472-475.
6.
Sellami N., Dewar M., Stahl H., & Chen B. (2015). Dynamics of rising CO2 bubble plumes in the QICS field experiment: Part 1 - The experiment. International Journal of Greenhouse Gas Control, 38, 44-51.
7.
Wennersten R., Sun Q., & Li H. (2015). The future potential for carbon capture and storage in climate change mitigation - An overview from perspectives of technology, economy and risk. Journal of Cleaner Production, 103, 724-736.