Ученые из Манчестерского университета совместно с норвежской энергетической компанией Equinor ASA запустили новый исследовательский проект. Его цель — выяснить, как микроорганизмы, обитающие в глубоких подземных хранилищах, могут повлиять на успех проектов по улавливанию и хранению углерода (CCS).

На фоне стремления Великобритании достичь нулевых выбросов к 2050 году, надежное и долгосрочное геологическое хранение CO2 становится ключевым элементом для предотвращения наихудших последствий изменения климата. Перспективным решением считается закачка углекислого газа в глубокие геологические формации, такие как истощенные нефтегазовые месторождения и соленосные водоносные горизонты. Однако в этих подземных средах существуют разнообразные микробные экосистемы, и их реакция на инъекции CO2 остается малоизученной.

Этот пробел в знаниях создает потенциальные риски для целостности хранилищ CO2 в долгосрочной перспективе. Некоторые реакции микробов могут быть полезными, усиливая минералогическое или биологическое связывание углерода. Другие же, наоборот, способны привести к нежелательным последствиям: производству метана, коррозии инфраструктуры скважин и трубопроводов или снижению проницаемости пласта, что затруднит дальнейшую закачку.

Новый флагманский проект объединит усилия Манчестерского университета и компании Equinor, являющихся мировыми лидерами в области геологического хранения CO2. Исследование позволит понять, как глубинные микробные сообщества реагируют на закачку и хранение углекислого газа, выявив как потенциальные риски, так и возможности, которые несут эти микроорганизмы.

«За последние 20 лет ученые тестировали хранение CO2 под землей в реальных условиях, но мы все еще мало знаем о том, как это влияет на местные и привнесенные микробы, живущие глубоко под поверхностью, — заявила главный исследователь, профессор Софи Никсон из Манчеsterского университета. — Предыдущие исследования показали, что закачка CO2 активно изменяет микробные сообщества. В некоторых случаях их популяция сначала сокращается, но затем восстанавливается, потенциально влияя на судьбу закачанного CO2. Однако эти работы проводились до появления методов крупномасштабного метагеномного секвенирования. Глубокое понимание того, кто там есть, что они могут делать и как реагируют на хранение CO2, имеет решающее значение для обеспечения долгосрочного успеха проектов CCS».

Двухлетний проект будет включать сбор образцов из соленосных водоносных горизонтов и действующих нефтяных месторождений. Ученые изучат реакцию микробов на высокие концентрации CO2, комбинируя геохимию, изотопный анализ газов, метагеномные и биоинформатические подходы. Доктор Ребекка Тайн, соисследователь проекта, добавила: «До сих пор исследования CCS были сосредоточены на физико-химическом поведении CO2, при этом микробное воздействие на хранение почти не учитывалось. Однако влияние микробных процессов может быть значительным. Например, мои исследования показали, что метаногенез может изменять состав флюида и гидродинамику внутри резервуара-хранилища».

В настоящее время Управление по переходу Северного моря (North Sea Transition Authority) требует, чтобы все объекты CCS имели комплексную стратегию измерений, мониторинга и верификации, однако микробный мониторинг в эти рамки пока не включен. Результаты проекта будут переданы заинтересованным сторонам в отрасли и опубликованы в ведущих научных журналах, что поможет устранить этот критический пробел и сформировать будущие подходы к эксплуатации хранилищ.

«Этот проект поможет нам понять подземные микробные сообщества, на которые влияет хранение CO2: как они реагируют, каковы потенциальные риски и преимущества, а также какие индикаторы свидетельствуют об этих изменениях, — подытожила руководитель проекта Лианн Уокер, научный сотрудник в области глубинной микробиологии. — Наши выводы предоставят жизненно важную информацию для оценки микробиологических рисков как на планируемых, так и на действующих объектах CCS, обеспечивая более безопасное и эффективное долгосрочное хранение CO2».