Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Die Schweizer Klima- und Energiestrategie sieht die CO2-Abscheidung und die unterirdische Speicherung, möglicherweise im Ausland, vor, zu den notwendigen Massnahmen, um bis 2050 Kohlenstoffneutralität zu erreichen. DemoUpStorage adressiert zwei wichtige Voraussetzungen für die Umsetzung dieser Strategie: Erstens soll die sichere Lagerung von CO2 in isländischem Basalt demonstriert werden. CO2 in isländischem Basalt zu demonstrieren, indem die Carbfix-Arbeiten durch neuartige dichte geophysikalische und geochemische Überwachungstechniken. Die zweite Notwendigkeit besteht darin, die Schweizer Roadmap für die geologische CO2 Speicherung durch Wissenserwerb und -transfer sowie den Aufbau von Kapazitäten. DemoUpStorage nutzt die durch das parallele P&D-Projekt DemoUpCARMA geschaffenen Möglichkeiten, 1000 Tonnen Schweizer biogenem CO2 nach Island zu transportieren, wo die Firma Carbfix eine neue Injektionstechnik (mit Meerwasser anstelle von Süßwasser) und eine neue Injektionsstelle zur dauerhaften Speicherung von CO2 in Basaltformationen in der Nähe der Küste dauerhaft zu speichern. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem CO2-Speicherzentrum in isländischen Basalten, das auch für Schweizer Emittenten.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The Swiss climate and energy strategy includes CO2 capture and underground storage, possibly abroad, among the necessary measures to reach carbon neutrality by 2050. DemoUpStorage addresses two critical needs for implementing this strategy: The first need is that of demonstrating the safe storage of CO2 in Icelandic basalt by complementing Carbfix work with novel dense geophysical and geochemical monitoring techniques. The second need is that of advancing the Swiss Roadmap for geological CO2 storage through knowledge acquisition and transfer, as well as capacity building. DemoUpStorage exploits the opportunities created by the parallel P&D project DemoUpCARMA to transport 1000 tons of Swiss biogenic CO2 to Iceland, where the company Carbfix will use a new injection technique (using seawater instead of fresh water) and a new injection site to permanently store CO2 in basaltic formations near the coast, thus making a key step towards a CO2 storage hub in Icelandic basalts available also for Swiss emitters.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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La stratégie suisse en matière de climat et d'énergie prévoit le captage du CO2 et son stockage souterrain, éventuellement à l'étranger, parmi les mesures nécessaires pour atteindre la neutralité carbone d'ici 2050. DemoUpStorage aborde deux conditions importantes pour la mise en œuvre de cette stratégie : premièrement, il s'agit de démontrer la sécurité du stockage du CO2 dans le basalte islandais. CO2 dans le basalte islandais en démontrant les travaux de Carbfix grâce à de nouvelles techniques de surveillance géophysique et géochimique denses. Le deuxième besoin est de soutenir la feuille de route suisse pour le stockage géologique du CO2 par l'acquisition et le transfert de connaissances et le renforcement des capacités. DemoUpStorage utilise les possibilités créées par le projet P&D parallèle DemoUpCARMA pour transporter 1000 tonnes de CO2 biogénique suisse en Islande, où la société Carbfix a mis au point une nouvelle technique d'injection (utilisant de l'eau de mer au lieu d'eau douce) et un nouveau site d'injection pour stocker durablement le CO2 dans des formations basaltiques proches de la côte. Il s'agit d'une étape importante vers la création d'un centre de stockage de CO2 dans les basaltes islandais, qui pourrait également être utilisé par les émetteurs suisses.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Das primäre Ziel des Forschungsprojekts DemoUpStorage "Lösungen zur Speicherung von Kohlendioxid für eine Netto-Null-Schweiz" ist die Demonstration der sicheren Speicherung von CO2 in isländischem Basalt mit Hilfe modernsten kombiniertem geophysikalischem und hydrochemischem Monitoring an der CARBFIX-Injektionsstelle in Helguvik, Island. Die Schweizer Roadmap für die geologische CO2-Speicherung wird auch durch das Sammeln und den Austausch von Wissen vorangetrieben. Im Rahmen von DemoUpStorage, einem P&D Projekt, welches parallel zu DemoUpCARMA läuft, werden bis zu 1000 Kilotonnen Schweizer CO2 nach Island transportiert, wo das Unternehmen Carbfix das Gas in basaltischen Formationen nahe der Nordküste der Halbinsel Reykjanes dauerhaft speichern wird. Mittels geophysikalischer und hydrochemischer Methoden wird die Migration und Mineralisierung des CO2 im Laufe der Zeit überwacht. Aufgrund starker Verzögerungen bei der Vorbereitung der Injektionsstelle in Helguvik geriet die In-situ-Überwachung generell ins Stocken, aber die Labor- und Modellierungsarbeiten wurden wie geplant fortgesetzt. Die Ergebnisse eines Laborversuchs zeigen, dass sich die Kohlenstoffmineralisierung auf die Durchflusseigenschaften des Basalts auswirkt, vor allem durch die Reduzierung der Mikroporosität. Die erfolgreiche Umsetzung der Technologie in grossem Massstab erfordert eine Injektion an Stellen mit hoher Porosität, idealerweise in geklüfteten Zonen, wo der Durchfluss gewährleistet werden kann, und die Mineralisierung nicht zur Verstopfung der Poren führt. Kommunikations- und Outreach-Aktivitäten sind ebenfalls ein wichtiger Teil des Projekts und werden in enger Zusammenarbeit mit dem Parallelprojekt DemoUpCARMA durchgeführt. Die Schweizer Öffentlichkeit ist nachweislich nicht gut über Kohlenstoffspeicherung und Mineralisierungsprozesse informiert, zeigt sich offen und neugierig gegenüber dieser Technologien. Wichtig für die Bevölkerung in der Schweiz ist auch, dass die CO2-Speicherung in Island von der dortigen Bevölkerung akzeptiert wird. Im Allgemeinen sieht die Schweizer Öffentlichkeit verschiedene Vorteile, aber auchRisiken im Zusammenhang mit diesem Prozess (z.B., die Möglichkeit, die schwer abbaubaren Emissionen zu neutralisieren, CO2-Leckagen und Umweltverschmutzung)
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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The primary goal of the research project DemoUpstorage, “Demonstration und Upscaling von Lösungen zur Speicherung von Kohlendioxid für eine Netto-Null-Schweiz” is to demonstrate the secure storage of CO2 in Icelandic basalt using cutting-edge combined geophysical and hydrochemical monitoring techniques at the CARBFIX injection site in Helguvik, Iceland. The Swiss Roadmap for geological CO2 storage will also advance through the gathering and sharing of knowledge and the development of capacity. Utilizing the DemoUpCARMA parallel P&D project, DemoUpStorage transports up to 1000 kilotons of Swiss CO2 to Iceland, where the company Carbfix will permanently store the gas in basaltic formations close to the Reykjanes peninsula's northern coast. Geophysical and hydrochemical methods will be used to monitor CO2 migration and mineralisation over time. Before, electrical resistivity, dissolved gas levels, and seismic velocity variation are all monitored. Time-lapse CO2 migration monitoring is performed by combining geophysical and hydrochemical techniques. Seismic velocity variation, electrical resistivity and dissolved gasses are monitored before, during and after CO2 injection to detect migration and mineralisation of the carbonates. In parallel rock samples representative of the injection zone in Helguvik are exposed to CO2-enriched water at the laboratory scale, and the micro-textural, mechanical, and mineralogical-chemical variations are observed, together with seismic velocity variations on cm-scale samples. Numerical modeling both as predictive and as validation tools are performed to offer key interpretation of the in-situ and lab observations. Large delays in the preparation of the injection site at Helguvik caused a general stall in the in situ- monitoring, but laboratory and modeling activities proceeded as planned. The results of the lab-scale study show that carbon mineralization impacts the flow properties of the basalt, mainly by reduction of the micro-porosity. Successful implementation of the technology at large scales requires an injection in locations of high porosity, ideally in fractured zones where the flow can be ensured and mineralization will not result in pore clogging. Communication and outreach activities are also an important part of the project and are conducted in close collaboration with the parallel project DemoUpCARMA. The Swiss public has been found not well informed about carbon storage and mineralization processes, but is willing to know more. It was also evidenced that the acceptance of the Icelandic population on CO2 storage in their country is a key element. In general, the Swiss public perceives various benefits and risks related to this process (e.g., able to neutralize the hard-to-abate emissions, CO2 leakage, and environmental pollution).
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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L'objectif principal du projet de recherche DemoUpstorage, "Demonstration und Upscaling von Lösungen zur Speicherung von Kohlendioxid für eine Netto-Null-Schweiz" est de démontrer le stockage sécurisé du CO2 dans le basalte islandais en utilisant des techniques de pointes combinant la surveillance géophysique et hydrochimique sur le site d'injection CARBFIX à Helguvik, en Islande. La stratégie suisse pour le stockage géologique du CO2 progressera également grâce à la collecte et à l'échange d'informations et au développement des capacités. A l’aide du projet parallèle DemoUpCARMA, DemoUpStorage transporte jusqu'à 1000 kilotonnes de CO2 suisse vers l'Islande, où Carbfix stockera le gaz de manière permanente dans des formations basaltiques près de la côte nord de la péninsule de Reykjanes. Des méthodes géophysiques et hydrochimiques sont utilisées pour surveiller la migration et la minéralisation du CO2 au cours du temps. Les variations de la vitesse sismique, la résistivité électrique et les gaz dissous sont surveillés avant, pendant et après l’injection de CO2 afin de détecter la migration et la minéralisation des carbonates. En parallèle, des échantillons de roche représentant la zone d’injection à Helguvik sont exposés à de l’eau enrichie en CO2 en laboratoire. On y observe les variations micro-texturales, mécaniques, minéralogiques et chimiques ainsi que les variations de la vitesse sismique à l’échelle du centimètre. Des modèles numériques, à la fois prédictifs et de validation, sont utilisés pour permettre une interprétation des observations in situ et en laboratoire. D’importants retards dans la préparation du site d’injection à Helguvik ont entraîné une interruption de la surveillance in situ, mais les expériences en laboratoire et la modélisation se sont déroulées comme prévu. Les résultats de l'étude à l'échelle du laboratoire montrent que la minéralisation du CO2 a un impact sur les propriétés d'écoulement du basalte, principalement par la réduction de la micro-porosité. La mise en oeuvre réussie de la technologie à grande échelle nécessite une injection dans des endroits à forte porosité, idéalement dans des zones fracturées où l'écoulement est assuré et où la minéralisation n'entraînera pas le blocage des pores. Les activités de communication et de sensibilisation constituent une partie importante du projet et sont menées en étroite collaboration avec le projet parallèle DemoUpCARMA. Il s’est avéré que le public suisse est mal informé sur les processus de stockage et de minéralisation du CO2, mais souhaite en savoir plus. Il a également été démontré que l'acceptation par la population islandaise du stockage du CO2 dans son pays est un élément clé. En général, le public suisse perçoit divers avantages et risques liés à ce processus (neutralisation des émissions difficiles à éliminer, fuites de CO2 et pollution de l'environnement
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