CO2 संग्रहण में आत्मविश्वास बढ़ा

आरआरएस जेम्स कुक की तरफ से नीची ड्रिल रिग को उतारा जा रहा है। रिग को घुमावदार स्टील पाइप को सीबेड तलछट में धकेलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चित्र: कॉपीराइट STEMM-CCS प्रोजेक्ट

CO2 आपूर्ति टैंक को विशेष रूप से उत्तरी सागर पर्यावरण की कठोरता का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। चित्र: कॉपीराइट STEMM-CCS प्रोजेक्ट

माइक्रो प्रोफाइलर एक घंटे की अवधि में धीरे-धीरे तलछट में इलेक्ट्रोड डालने से, माइक्रोमीटर रिज़ॉल्यूशन में तलछट रसायन को मापता है। यह उपकरण हमें उन छोटे परिवर्तनों को भी देखने की अनुमति देता है जो तलछट में होते हैं क्योंकि तलछट में कार्बन डाइऑक्साइड घुल जाता है। चित्र: कॉपीराइट STEMM-CCS प्रोजेक्ट

केल्विन बूट एक विज्ञान संचारक है जो प्लायमाउथ समुद्री प्रयोगशाला के साथ काम करता है और वर्तमान में यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित एसटीईएम-सीसीएस परियोजना के लिए ज्ञान हस्तांतरण में लगा हुआ है।

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यदि हम समुद्र के नीचे घटते तेल और गैस जलाशयों में कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के बड़े संस्करणों को संग्रहीत करने जा रहे हैं, तो हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि रिसाव की संभावना नहीं है, हम इसका पता लगा सकते हैं। एक शोध अभियान, लीक का पता लगाने और निगरानी के लिए तरीकों को विकसित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक विश्व-पहला प्रयोग, जो अभी-अभी उत्तरी सागर से लौटा है; इसे एक बड़ी सफलता घोषित किया गया है।

जलवायु परिवर्तन, वायुमंडल में CO2 के स्तर में वृद्धि से प्रेरित, अब मानव गतिविधियों का एक सुव्यवस्थित साइड-इफेक्ट है जिसका पृथ्वी के प्राकृतिक सिस्टम पर गहरा प्रभाव पड़ रहा है। जबकि मानव-संबंधित CO2 उत्पादन के भविष्य के स्रोतों को कम करने के प्रयास किए जा रहे हैं, जैसे कि उद्योग और परिवहन से, गैस को वायुमंडल में प्रवेश करने वाली मौजूदा गतिविधियों से रोकने के लिए एक समानांतर आवश्यकता है। कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर और स्टोरेज (CCS), जिससे सीओ 2 स्रोत में निहित है, परिवहन और अंततः वायुमंडल से दूर संग्रहीत किया जाता है, ऐसी एक रणनीति है। सीओ 2 को वापस लाना, जहां से आया था, गैस या तेल जलाशयों में समुद्र के नीचे गहरी, एक तार्किक समाधान लगता है, लेकिन चुनौतियां हैं। इस दृष्टिकोण में आत्मविश्वास उत्पन्न करने के लिए, एक प्राथमिकता किसी भी रिसाव से जल्दी से निपटने में सक्षम होना चाहिए, यह होना चाहिए: इसका पता लगाने, अपनी ताकत और अवधि को मापने के लिए, पर्यावरण पर होने वाले किसी भी प्रभाव का अनुमान लगा सकते हैं, और यदि आवश्यक हो तो इसे सील कर सकते हैं।

पिछली प्रयोगशाला और समुद्री जीवन पर सीओ 2 के प्रभावों पर किए गए मेसोकोसम आधारित शोध से पता चला है कि यह समुद्री जल के पीएच को बदल सकता है और स्थानीयकृत 'महासागर अम्लीकरण' की स्थिति पैदा कर सकता है, जो कई प्रकार के बेंटिक (सीबेड) जीवन के लिए हानिकारक प्रतीत होता है। एक पिछला, उथला जल प्रयोग, भूगर्भीय कार्बन संग्रहण (QICS) परियोजना की मात्रात्मक और निगरानी संभावित पारिस्थितिकी तंत्र प्रभाव, एक नकली रिसाव से सीओ 2 प्लम की सीमा, अवधि और व्यवहार के अनुसार कुछ सुराग प्रदान करता है, जबकि प्राकृतिक सीप साइटों पर अध्ययन होता है। महत्वपूर्ण जानकारी भी दी। अब एक बड़ा प्रयोग ब्रिटेन के उत्तरी सागर के कठोर वातावरण में वास्तविक जीवन स्थितियों के तहत तरीकों, उपकरणों और सेंसर का परीक्षण कर रहा है।

तलछट के नीचे से निकलते ही गैस के नमूने एकत्र करना। इस नाजुक ऑपरेशन के दौरान एक ROV का उपयोग यह दर्शाता है कि छोटी लीक को भी कठोर परिस्थितियों में नमूना लिया जा सकता है। चित्र: कॉपीराइट STEMM-CCS प्रोजेक्ट

समुद्री कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (STEMM-CCS) परियोजना की पर्यावरणीय निगरानी के लिए रणनीतियाँ एक यूरोपीय संघ होरिजन 2020-वित्त पोषित अनुसंधान परियोजना है। यह जर्मनी, नॉर्वे, ऑस्ट्रिया और यूके के शोधकर्ताओं के साथ-साथ उद्योग साझेदार शेल के साथ मिलकर सीओ 2 लीक के निशान का पता लगाने के लिए तकनीक और तकनीक विकसित करने के लिए लाता है यदि वे समुद्री वातावरण में होते हैं, तो यह देखने के लिए कि गैस तलछट में कैसे व्यवहार करती है और ऊपर पानी का कॉलम, और भविष्यवाणी करें कि लीक कितनी दूर तक फैल सकती है और उनका क्या प्रभाव हो सकता है - लेकिन इस बार संभव के रूप में 'वास्तविक' स्थितियों के करीब। इस साल मई के दौरान, एक अनुसंधान अभियान ने साउथेम्प्टन में यूके के नेशनल ओशनोग्राफी सेंटर से आरआरएस जेम्स कुक पर सवार होकर नौकायन किया। एक बार स्टेशन पर, स्कॉटलैंड के तट से लगभग 100 किमी दूर शेल के गोल्डनए के मंच के करीब और 120 मीटर पानी की गहराई में, प्रयोग शुरू हुआ। एक पाइप को रोबोटिक रूप से सीबेड में डाला गया था - पहली बार इस तरह के प्रयोग को खुले समुद्र में गहराई से करने का प्रयास किया गया है। 1.5 सेमी-व्यास के घुमावदार स्टील पाइप को तलछट के भीतर सफलतापूर्वक तैनात किया गया था ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि समुद्र की सतह के नीचे इसका निकास तीन मीटर था। यह सरल लगता है, लेकिन इसे प्राप्त करने के लिए, पाइप में तलछट में धक्का देने के लिए एक bespoke 'ड्रिल' रिग विकसित किया गया था और कनाडा में सेलुला रोबोटिक्स द्वारा बनाया गया था। तब पाइप को सीबेड पर एक CO2 संचालित वाहन (ROV) से जोड़ा गया था, जिससे पाइप से तलछट में गैस प्रवाहित हो सके। फिर से, यह सरल लगता है, लेकिन विशेष रूप से डिजाइन किए गए गैस सिलेंडर को एक दूसरे रिग में रखा गया था, जिसे उत्तरी सागर के कठिन नमक-पानी के वातावरण का सामना करने के लिए बनाया जाना था।

इस ऑपरेशन के दौरान सौभाग्य से स्थितियां शांत हुईं और बोर्ड पर मौजूद विज्ञान दल ने राहत की सांस ली क्योंकि सीओ 2 बुलबुले तलछट के नीचे से निकलना शुरू हो गए। तब यह परीक्षण करना था कि प्रयोग के लिए विकसित और निर्मित सेंसर की एक सरणी कितनी अच्छी तरह से प्रदर्शन कर सकती है।
बुलबुले की धाराओं द्वारा बनाई गई ध्वनि का पता लगाने के लिए और कैमरों के साथ उन्हें स्पॉट करने के लिए ध्वनिक और ऑप्टिकल उपकरणों को तैनात किया गया था, जबकि रासायनिक सेंसर 'सीओ 2 को सूँघते थे' और इसमें निहित रासायनिक रसायनों की मिनट मात्रा थी, इसलिए वैज्ञानिकों को इस संकेत को अलग करने की अनुमति मिली किसी भी स्वाभाविक रूप से होने वाली CO2। आरओवी और स्वायत्त पानी के नीचे के वाहनों (एयूवी) अन्य सेंसर असर प्रौद्योगिकी के शस्त्रागार पूरा कर लिया। सवार टीम बेहद प्रसन्न और आभारी थी कि सेंसर और निगरानी उपकरण वे परीक्षण कर रहे थे जो अपेक्षा से कहीं बेहतर प्रदर्शन कर रहे थे। इससे कुछ निश्चितता हुई है कि समुद्री प्रणाली में सीओ 2 की बहुत छोटी रिलीज को भी भंग चरण में और बुलबुले के रूप में पाया जा सकता है। इन परिणामों ने स्पष्ट रूप से CCS जलाशयों से लीक का पता लगाने के लिए कई संवेदन और निगरानी दृष्टिकोणों के संयोजन की उपयोगिता का प्रदर्शन किया है।

जर्मनी के कील में ओएचई अनुसंधान के लिए जीओएमएआर हेल्महोल्त्ज़ सेंटर से एक चालक दल और विज्ञान टीम द्वारा मानव-निर्मित एक दूसरा शोध जहाज आरवी पोसिदोन, गोल्डनई प्लेटफॉर्म और आरआरएस जेम्स कुक की नज़रों में आता है। STEMM-CCS परियोजना में भागीदार, GEOMAR टीम यूरोपीय देशों में विशेषज्ञता और सुविधाओं के संयोजन से अधिक दूर की निगरानी और प्रयोग से जुड़ी आधारभूत अध्ययनों से जुड़ी थी।

सीबेड पर हाइड्रोफोन की दीवार, ध्वनि बुलबुले को सुनती है, क्योंकि वे सीबेड से निकलते हैं और पानी के स्तंभ के माध्यम से आगे बढ़ते हैं। चित्र: कॉपीराइट STEMM-CCS प्रोजेक्ट

प्रोफेसर डगलस कॉनलाइन, एनओसी वैज्ञानिक, जिन्होंने परियोजना का नेतृत्व किया था, परिणाम से खुश हैं: “तीन साल की कड़ी मेहनत और अभिनव सोच ने हमें STEMM-CCS परियोजना में इस रोमांचक बिंदु पर ला दिया है। यह प्रयोग एक वास्तविक रिसाव के करीब था जैसा कि हम अनुकरण कर सकते हैं और यह पहली बार है, दुनिया में कहीं भी, यह प्रयास किया गया है। उत्तरी सागर एक कठोर वातावरण हो सकता है और पाइप को सीबेड में मिलाना, CO2 आपूर्ति से जुड़ा और गैस की एक धारा का उत्पादन करना हमेशा एक चुनौती साबित होने वाला था। भविष्य में मन की शांति देने के लिए विकसित किए गए सेंसर का ठीक से परीक्षण करने के लिए यह यथार्थवादी परिदृश्य हमारे लिए महत्वपूर्ण था, कि यदि कोई रिसाव हो सकता है, तो हम इसे जल्दी और ठीक से पता लगा सकते हैं।

तकनीकी दृष्टि से STEMM-CCS क्रूज एक अविश्वसनीय सफलता रही है। सीबेड पर 3 टन सीओ 2 रखने और सीबेड के नीचे 3 मीटर नियंत्रित तरीके से इसे जारी करने के लिए, उच्च संवेदनशीलता को प्रदर्शित करने के लिए कि नई पीढ़ी के समुद्री सेंसर को भंग और बुदबुदाती गैस का पता लगाने में कोई मतलब नहीं था। प्रयोग की सफलता और सेंसर का प्रदर्शन हमें अपने विश्वास में एक बदलाव देता है कि वास्तविक दुनिया की स्थिति में हम सीबेड के नीचे भंडारण स्थलों से सीओ 2 से बचने का पता लगाने और निगरानी करने की क्षमता रखते हैं।

यद्यपि प्रयोग का अंतिम उद्देश्य और एक पूरे के रूप में एसटीईएमएम-सीसीएस परियोजना वास्तविक दुनिया की स्थिति में गैस रिसाव का पता लगाने और निगरानी के लिए सेंसर और तरीके विकसित करना है, लेकिन इसके लिए एक शैक्षिक पहलू भी है। क्रूज से लाइव, स्नातकोत्तर शोधकर्ता बेन रोचे (एनओसी) ने जहाज से लाइव लिंक के माध्यम से साउथम्पटन, इंग्लैंड और वेल्स के 200 से अधिक स्कूली छात्रों के साथ एक विज्ञान अनुसंधान क्रूज, इसकी चुनौतियों और सफलताओं का उत्साह साझा किया: "यह बहुत ही फायदेमंद था। छात्रों के साथ बातचीत करते हुए वैज्ञानिक अनुसंधान वास्तव में हो रहा था, और मैं यह देखने के लिए रोमांचित हूं कि वे अपने पाठ्यक्रम अध्ययन में प्रयोग से वास्तविक दुनिया के डेटा का उपयोग और विश्लेषण कैसे करते हैं। ”बाकी के शेष हिस्सों में आगे आउटरीच कार्य की योजना बनाई गई है। साल और एक पूरा के रूप में क्रूज और परियोजना का पूरा विवरण www.stemm-ccs.eu पर पाया जा सकता है

लेखक के बारे में

केल्विन बूट परियोजना के साथ काम करने वाला एक विज्ञान संचारक है।