Ένας ρόλος για τον άνθρακα στην Πράσινη Επανάσταση

0
Ένας ρόλος για τον άνθρακα στην Πράσινη Επανάσταση

Δημοσιεύτηκε για λογαριασμό του Samuel Lickiss.

Το 1850, στο απόγειο της Βιομηχανικής Επανάστασης, η Βρετανία απασχολούσε 1,2 εκατομμύρια άνθρωποι θα εξορύξουν 56,7 εκατομμύρια τόνους άνθρακα ετησίως. Μέχρι το 2018, η παραγωγή άνθρακα είχε έπεσε στους 2,6 εκατ. τόνους. Το παρελθόν της Βρετανίας που κινείται με άνθρακα μπορεί να έχει ακόμα σημαντικό ρόλο στο πράσινο μέλλον της, όπου το νερό που συλλέγεται στα σημάδια που άφησε η ιστορική δραστηριότητα εξόρυξης μπορεί να παρέχει μια πολύτιμη πηγή θερμότητας με ελάχιστες εκπομπές άνθρακα. Αυτή την εβδομάδα, μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology από μια ομάδα με επικεφαλής τον Gareth Farr από το Βρετανικό Γεωλογικό Ινστιτούτο εξετάζει το θέμα του τι πρέπει να γίνει με τα ανθρακωρυχεία της Βρετανίας.

Φιγούρα 1: Llwynpia, Νότια Ουαλία, ένα χωριό ανθρακωρυχείων χτισμένο γύρω από ένα ανθρακωρυχείο.

Ο άνθρακας συνεισφέρει πλέον μόνο ένα μικρό ποσοστό της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της Βρετανίας. Τον Αύγουστο του 2020 έγινε ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας από άνθρακα ενεργοποιήθηκε για πρώτη φορά σε 55 ημέρες καθώς ένας παρατεταμένος καύσωνας ακινητοποίησε τις ανεμογεννήτριες. Ωστόσο, η επείγουσα ανάγκη να μετακινηθεί η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μακριά από τους υδρογονάνθρακες και προς τις ανανεώσιμες πηγές σε μια προσπάθεια αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής είναι η προτεραιότητα στην εγχώρια παραγωγή ενέργειας.

Τα περισσότερα από τα ανθρακωρυχεία της Βρετανίας δεν περιέχουν πλέον άνθρακα. Ωστόσο, κάτω από τις κωμοπόλεις και τις πόλεις που ξεπήδησαν γύρω από τα ανθρακωρυχεία, ένας λαβύρινθος από σήραγγες που ανασκάφηκαν από γενιές ανθρακωρύχων βρίσκονται τώρα εγκαταλελειμμένοι και έχουν επιτραπεί να πλημμυρίσουν. Παρόλα αυτά, θα μπορούσαν να αποδειχθούν πολύτιμα, όχι λόγω του άνθρακα, αλλά επειδή οι γεωλογικές δυνάμεις έχουν θερμάνει το νερό της πλημμύρας σε μάλλον ήπιες θερμοκρασίες και οι ερευνητές του Βρετανικού Γεωλογικού Ινστιτούτου έχουν ολοκληρώσει ένα φιλόδοξο έργο για να χαρτογραφήσουν αυτές τις θερμοκρασίες σε όλη τη χώρα.

Σχήμα 2: Ένα εκτεθειμένο ορυχείο στο κέντρο της πόλης του Λιντς. Πολλοί βρετανικοί οικισμοί αναπτύχθηκαν γύρω από ανθρακωρυχεία κατά τη διάρκεια της Βιομηχανικής Επανάστασης. Συχνά θεωρούνται ως υποχρέωση στη σύγχρονη εποχή, θα μπορούσαν να αποδειχθούν πολύτιμη πηγή ενέργειας. © L. Donnelly.

Καθώς κατεβαίνουμε στη γη, η θερμοκρασία αυξάνεται με σταθερό ρυθμό που ονομάζεται γεωθερμική κλίση. Η χαρτογράφηση αυτών των θερμοκρασιών είναι ένα περίπλοκο έργο, καθώς οι ερευνητές έπρεπε να τυποποιήσουν δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από καταγραφές 170 ετών που προέκυψαν από μια ποικιλία μεθοδολογιών.

Εικόνα 3: Μέθοδοι μέτρησης της θερμοκρασίας στα ανθρακωρυχεία. 1 και 2, σύγχρονη μέθοδος μέτρησης της θερμοκρασίας των πλημμυρισμένων φρεατίων από την επιφάνεια χρησιμοποιώντας γεωφυσική. 3, ιστορικές μετρήσεις από ξηρά, λειτουργικά ορυχεία. © BGS, UKRI.

Τα δεδομένα προήλθαν από τρεις κύριες πηγές: 1) τα προφίλ θερμοκρασίας γεωτρήσεων της Coal Authority, 2) τον Γεωθερμικό Κατάλογο του Ηνωμένου Βασιλείου της Βρετανικής Γεωλογικής Υπηρεσίας και 3) ιστορικά δεδομένα από λειτουργικά ορυχεία. Οι γεωθερμικές κλίσεις σε ολόκληρη τη Βρετανία ποικίλλουν όπου παράγοντες όπως το παρουσία ραδιενεργών στοιχεία στα πετρώματα επηρεάζουν τις θερμοκρασίες στον φλοιό. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι, κατά μέσο όρο, η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 24,1οC ανά χιλιόμετρο βάθους με τη βόρεια Αγγλία να απολαμβάνει γεωθερμικές κλίσεις άνω των 30οC ανά χιλιόμετρο.

Εικόνα 4: Προβλεπόμενες θερμοκρασίες σε διαφορετικά βάθη στα ανθρακωρυχεία της Βρετανίας. Οι θερμοκρασίες ισορροπίας είναι από ορυχεία που δεν έχουν αντληθεί. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η άντληση ορυχείων αυξάνει περαιτέρω τη θερμοκρασία. © Coal Authority 2020.

Το νερό μπορεί να είναι ζεστό, αλλά μάλλον δεν είναι καλή ιδέα να κάνετε κράτηση για ένα σαββατοκύριακο σπα στο πλησιέστερο ανθρακωρυχείο. Το νερό του ορυχείου είναι συνήθως ένα τοξικό κοκτέιλ χημικών ουσιών που ενέχει σημαντικό περιβαλλοντικό κίνδυνο. Τον Ιανουάριο του 1992, 50 εκατομμύρια λίτρα υψηλού όξινου νερού απορρίφθηκαν από το ορυχείο Wheel Jane στην Κορνουάλη προκαλώντας περιβαλλοντική καταστροφή στη γύρω αλιεία και τη γεωργία. Η επιχείρηση καθαρισμού κόστισε περίπου 20 εκατομμύρια λίρες.

Μπάνιο, όχι, αλλά τι γίνεται με την ανάκτηση γεωθερμικής θερμότητας; Μεταξύ των πολλών επιπλοκών της τυποποίησης αυτών των δεδομένων είναι εάν το ορυχείο αντλείται ενεργά από νερό ή όχι. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι θερμοκρασίες που αντλούνται είναι συνήθως υψηλότερες από ό,τι στα ορυχεία που δεν αντλούνται, ίσως επειδή το νερό στα αντλούμενα ορυχεία αντλείται από πολύ βαθύτερα στον φλοιό της Γης. Αυτό υποστηρίζεται από δεδομένα από έργα που έχουν ήδη δημιουργηθεί.

Στο ανθρακωρυχείο Dawdon στην κομητεία Durham, ένα πρόγραμμα για τη θέρμανση 1.500 κατοικιών στο νέο South Seaham Garden Village βρίσκεται σε εξέλιξη. Από τότε που το έργο ξεκίνησε την άντληση νερού το 2010, οι θερμοκρασίες είναι υψηλότερες από τα προφίλ θερμοκρασίας που μετρήθηκαν μεταξύ 2000 και 2008.

Το έργο Dawdon είναι ένα ανοιχτό σύστημα, που σημαίνει ότι το τοξικό νερό που αντλείται στην επιφάνεια υποβάλλεται σε επεξεργασία πριν απορριφθεί στο περιβάλλον. Τα συστήματα κλειστού βρόχου όπου το νερό ανακυκλώνεται μπορεί να αποδειχθούν πιο παραγωγικά.

Με αυτούς τους νέους χάρτες θερμοκρασίας και δεδομένα πραγματικού κόσμου από το Dawdon και μια χούφτα παρόμοια σχέδια στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει ένα πολύτιμο εργαλείο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενημέρωση των μελετών σκοπιμότητας και των αποφάσεων πολιτικής για την παραγωγή ενέργειας από αχρησιμοποίητα ανθρακωρυχεία. Καθώς η Βρετανία συνεχίζει τη μετάβασή της μακριά από τους υδρογονάνθρακες και προς τις ανανεώσιμες πηγές, η συμβολή των εκατομμυρίων ανθρώπων που μόχθησαν στα ανθρακωρυχεία της Βρετανίας μπορεί να συνεχίσει να τροφοδοτεί το έθνος.

Schreibe einen Kommentar