Ученые из Китайского университета нефти (Восточный Китай) и Института науки и технологий PipeChina предложили использовать действующие нефтегазовые трубопроводы для транспортировки углекислого газа. Такой подход способен ускорить развитие проектов по улавливанию и хранению CO₂ и существенно снизить их стоимость.
Транспортировка углекислого газа — одна из главных задач современных технологий по снижению углеродных выбросов. Улавливаемый на электростанциях и промышленных предприятиях газ необходимо доставить к месту захоронения или дальнейшего использования, чаще всего в истощенные месторождения. Трубопровод — наиболее эффективный и экономичный способ, но само его строительство требует колоссальных инвестиций и значительного времени. При этом во многих странах, и особенно в Китае, уже существует разветвленная сеть магистральных нефте- и газопроводов, которые можно переоборудовать под транспортировку CO₂.
Однако просто переключить старые трубы на новую задачу невозможно. Углекислый газ обладает физико-химическими свойствами, сильно отличающимися от нефти и природного газа. При наличии даже небольшого количества воды он вызывает интенсивную коррозию. В случае утечки, будучи тяжелее воздуха, CO₂ накапливается в низинах и создает угрозу удушья для людей и животных. А при резком падении давления газ мгновенно охлаждается до –78 °C, превращаясь в сухой лед и вызывая риск разрушения труб и оборудования.
Чтобы оценить пригодность трубопровода к переоборудованию, китайские исследователи предложили пошаговый алгоритм. Сначала анализируется история эксплуатации и текущее состояние трубы, включая дефекты и очаги коррозии. Затем моделируется поведение CO₂ именно в этой системе: рассчитываются перепады давления и температуры, проверяется возможность нежелательных фазовых переходов. Отдельное внимание уделяется ударной вязкости и стойкости материала к распространению трещин, так как углекислый газ повышает риск хрупкого разрушения.
Отдельный блок — анализ рисков. Ученые отмечают, что зоны последствий утечек CO₂ принципиально отличаются от тех, что характерны для нефти или газа. Негорючий, но удушающий газ требует пересмотра понятия «зона повышенной опасности», а также новых правил установки запорной арматуры и систем контроля утечек.
Экономические расчеты показывают, что, несмотря на более высокие расходы на мониторинг и защиту от коррозии, переоборудование существующего трубопровода обходится в среднем на четверть дешевле по полному жизненному циклу, чем строительство новой магистрали.
В Китае пока нет действующих CO₂-трубопроводов, но накоплен опыт конверсии магистралей под другие виды топлива: нефтяные линии переводили на газ, угольный газ — на природный, а трубопроводы для нефтепродуктов использовали для транспортировки других химических веществ.
К тому же имеется богатый международный опыт конверсии. В частности, в США эксплуатируется крупнейшая сеть CO₂-проводов, часть из которых построена на базе старых газовых магистралей. В Великобритании газопровод Feeder 10 длиной почти 280 км был переделан для транспортировки CO₂ к месту подземного хранения. В Нидерландах проект OCAP позволил превратить старый газопровод в канал поставок углекислого газа для тепличного хозяйства.
