Συνεργασία του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» με πανεπιστήμια και εταιρείες

Ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα που αντιμετωπίζει σήμερα η ανθρωπότητα είναι το φαινόμενο της κλιματικής αλλαγής.

Με βάσεις τις προβλέψεις των επιστημόνων, η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας στη Γη κατά 2 – 3 οC στη διάρκεια του 21ου αιώνα θα έχει δραματικές επιπτώσεις στη ζωή των ανθρώπων. Μεγάλες παράκτιες πόλεις θα εξαφανιστούν, ενώ πολύ ζεστά καλοκαίρια και ιδιαίτερα ισχυρά καιρικά φαινόμενα θα εμφανίζονται σε συνεχή βάση. Οι κλιματικές αυτές αλλαγές οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στην αύξηση της συγκέντρωσης των αερίων του θερμοκηπίου που προέρχεται κυρίως από ανθρωπογενείς πηγές, όπως είναι η βιομηχανία, οι συγκοινωνίες, ο περιορισμός των δασών, κλπ. Το πλέον σημαντικό από τα αέρια αυτά είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο υπάρχει στην ατμόσφαιρα σε μικρές συγκεντρώσεις. Η χρήση ορυκτών καυσίμων (όπως για παράδειγμα το πετρέλαιο, ο άνθρακας, κλπ.) οδηγεί στην παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο κατά κύριο λόγο εκλύεται στην ατμόσφαιρα με αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσής του. Μάλιστα, τελευταίες επιστημονικές μετρήσεις δείχνουν ότι οι σημερινές τιμές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι οι μεγαλύτερες κατά τα τελευταία 1 εκατομμύριο χρόνια κατ' ελάχιστο.

Εθνικές κυβερνήσεις και διεθνείς οργανισμοί όπως είναι η Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Ε.) χρηματοδοτούν αδρά την έρευνα και τεχνολογία για την ανάπτυξη μεθόδων ελέγχου και μείωσης της έκλυσης διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Ένας από τους πλέον αποτελεσματικούς τρόπους είναι η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στην πηγή παραγωγής του (π.χ. στα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας) και η αποθήκευσή του σε γεωλογικούς σχηματισμούς. Η μεταφορά του βέβαια απαιτεί αγωγούς πολλών χιλιομέτρων, παρόμοιους με αυτούς που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά πετρελαίου ή φυσικού αερίου.

Στο ερευνητικό πρόγραμμα CO2PipeHaz που χρηματοδότησε η Ευρωπαϊκή Ένωση από το 2009 μέχρι πρόσφατα με € 2.100.000, το Εθνικό Κέντρο 'Ερευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος» μαζί με μεγάλα Ευρωπαϊκά Πανεπιστήμια όπως είναι το University College London, το Πανεπιστήμιο του Leeds, εθνικά ερευνητικά εργαστήρια, όπως είναι το INERIS στο Παρίσι και το Health Safety Laboratory στη Βόρεια Αγγλία, αλλά και εταιρίες υψηλής τεχνολογίας, όπως είναι η GexCon στο Bergen της Νορβηγίας ανέπτυξαν πολύπλοκα μαθηματικά μοντέλα για τον ασφαλή σχεδιασμό των αγωγών μεταφοράς διοξειδίου του άνθρακα. Ειδικότερα, στο Εργαστήριο Μοριακής Θερμοδυναμικής και Μοντελοποίησης Υλικών του «Δημοκρίτου» αναπτύχθηκαν νέα θερμοδυναμικά μοντέλα που επιτρέπουν τον ακριβή υπολογισμό των απαραίτητων φυσικών ιδιοτήτων, βασιζόμενα σε μοριακά αλλά και πιο μακροσκοπικά μοντέλα. «Ξεκινώντας από την αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων του διοξειδίου του άνθρακα, μπορούμε σήμερα να προβλέψουμε με ακρίβεια τις ιδιότητες του αερίου αυτού όταν μεταφέρεται δεκάδες χιλιόμετρα μακριά» ανέφερε χαρακτηριστικά ο Καθηγητής Ιωάννης Οικονόμου, που είναι και ο Διευθυντής του Εργαστηρίου του «Δημόκριτου».

Τα αποτελέσματα του ερευνητικού αυτού έργου παρουσιάστηκαν στο τέλος Ιουνίου από τα εργαστήρια που συμμετείχαν στο έργο στους εκπροσώπους της Ε.Ε. και εξωτερικούς εμπειρογνώμονες σε ειδική ημερίδα που οργανώθηκε στο Λονδίνο από το University College London. Τα νέα μαθηματικά μοντέλα εκτιμάται ότι θα βοηθήσουν ιδιαίτερα στο μελλοντικό σχεδιασμό ασφαλών αγωγών μεταφοράς του διοξειδίου του άνθρακα.
Με βάση τη μεγάλη επιτυχία του έργου CO2PipeHaz, η Ε.Ε. αποφάσισε πρόσφατα τη χρηματοδότηση με € 3,000,000 ενός νέου ερευνητικού έργου για τη μοντελοποίηση της επίδρασης των προσμίξεων άλλων αερίων στο διοξείδιο του άνθρακα κατά τη μεταφορά και αποθήκευσή του. Το νέο έργο με τον τίτλο CO2Quest είναι τριετούς διάρκειας. Όπως ανέφερε χαρακτηριστικά ο Καθηγητής Ιωάννης Οικονόμου «κάθε επιτυχημένο ερευνητικό έργο ανοίγει νέους τεχνολογικούς ορίζοντες αλλά και μία σειρά νέων προκλήσεων που καλούμαστε να αντιμετωπίσουμε». Το CO2Quest είναι ένα ιδιαίτερα φιλόδοξο έργο στο οποίο συμμετέχουν 12 ερευνητικές ομάδες από την Ευρώπη, την Κίνα, τις ΗΠΑ και τον Καναδά. Μάλιστα, οι ομάδες εκτός Ε.Ε. συμμετέχουν στο έργο με ιδίους πόρους. «Σε τέτοια μεγάλης εμβέλειας ερευνητικά έργα, η ενεργή συμμετοχή και μόνο έχει πολλαπλασιαστικά οφέλη, τόσο οικονομικά όσο και τεχνολογικά. Το συνολικό κόστος ενός έργου σαν το CO2Quest είναι σημαντικά μεγαλύτερο της χρηματοδότησης από την Ε.Ε.», σχολίασε ο Καθηγητής Ιωάννης Οικονόμου.

Περισσότερες πληροφορίες για τα έργα CO2PipeHaz και CO2Quest είναι διαθέσιμες στις αντίστοιχες ιστοσελίδες των έργων: www.CO2Pipehaz.eu και www.CO2Quest.eu.

Εικόνα 1. Σχηματική απεικόνιση της παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα από βιομηχανικές χρήσεις, μεταφοράς και αποθήκευσής του σε γεωλογικούς σχηματισμούς. Πηγή: www.coalgasificationnews.com.

Εικόνα 2. Οι αγωγοί μεταφοράς διοξειδίου του άνθρακα έχουν μήκος δεκάδων χιλιομέτρων.

0102

0202