Vi måste sluta släppa ut koldioxid (CO2) om vi vill rädda klimatet – det råder det ingen tvekan om. Men det kommer inte att räcka. Dessutom kommer det att bli nödvändigt att fånga upp denkoldioxid som redan finns i atmosfären och lagra den permanent, till exempel genom att pumpa ner den djupt i marken.
Detta väcker naturligtvis frågan om vad som händer med dennaCO2 på lång sikt. Är det garanterat att den stannar kvar i marken, eller är det möjligt att den kan läcka ut under årtionden eller århundraden?
Mycket sofistikerade numeriska simuleringar på superdatorer visar nu för första gången exakt vad som händer närCO2 blandas med grundvatten: i ett komplext samspel mellanCO2-rikare ochCO2-fattigare områden sjunker detCO2-rikare vattnet långsamt nedåt, vilket gör attCO2 kan lagras permanent under jorden.
CO2 stiger – menCO2 upplöst i vatten sjunker
Djupt under jord är trycket så högt att koldioxiden förblir flytande, men med en mycket lägre densitet än vatten. Man skulle därför kunna tro attCO2 omedelbart skulle driva uppåt när den pumpas ner i grundvattnet. Men saken är något mer komplicerad.
”RenCO2 har lägre densitet än vatten, men situationen förändras närCO2 löses upp i vatten. När de två blandas minskar den totala volymen, vilket skapar en tätare vätska”, förklarar Marco De Paoli, chef för forskningsprojektet. Vatten med högCO2-halt har högre densitet än vatten med lägreCO2-halt och sjunker därför.
Oregelbundna strukturer som sjunker
”Eftersom vatten med högreCO2-halt har högre densitet än vatten med lägreCO2-halt är dynamiken i den porösa berggrunden mycket intressant”, säger Marco De Paoli. ”DärCO2-koncentrationen är som högst sjunker blandningen snabbare, vilket i sin tur ger en ännu bättre blandning.” Detta resulterar i ett nätverksliknande mönster av områden med högre och lägreCO2-koncentrationer.
Sammantaget kunde teamet med sina datorsimuleringar visa attCO2 sjunker nedåt och stannar där – under obegränsad tid. Från beräkningarna kunde teamet härleda enkla modeller som nu kan användas av ingenjörer för att förutsägaCO2-flödet i marken och utforma injektionsstrategier utan att behöva genomföra komplexa och massiva datorsimuleringar för varje situation. Forskningen publiceras i tidskriften Geophysical Research Letters.
Lämpliga geologiska förhållanden
Naturligtvis fungerar inte detta överallt. Först och främst behövs ett berglager som är så ogenomträngligt som möjligt och under vilketCO2:n kan samlas tills den har lösts upp i vatten. Berget under bör vara så poröst som möjligt så att detCO2-innehållande vattnet lätt kan sjunka nedåt. När detta har skett spelar det ogenomträngliga berglagret ovanför inte längre någon roll. Inte ens geologiska förändringar, t.ex. jordbävningar eller mänsklig verksamhet, påverkar längre situationen. CO2 lagras på ett säkert sätt i marken.
”Sådana geologiska förhållanden är inte så ovanliga”, säger De Paoli. ”Man kan använda utarmade oljereservoarer. Det finns också stora områden som kallas saltvattenakviferer, belägna under havsbotten eller inåt land, därkoldioxidlagring skulle vara möjlig enligt detta system. Minst sex saltvattenakviferer finns också i Österrike.”
Under de närmaste åren planerar De Paoli att besvara ytterligare viktiga frågor i ett forskningsprojekt vid TU Wien. Till exempel bör det också klargöras hur berget förändras närCO2-innehållande vatten strömmar genom det. Vissa kemiska reaktioner kan leda till att bergmineral löses upp, vilket skulle möjliggöra ett ännu större flöde avCO2 nedåt.
”Alla dessa frågor måste besvaras i detalj om vi vill mildra effekterna av klimatförändringarna i stor skala genom att fånga inCO2”, säger De Paoli.
För mer information: Marco De Paoli et al, Simulation and Modeling of Convective Mixing of Carbon Dioxide in Geological Formations, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2025GL114804
