Modelagem matemática do armazenamento geológico de CO2 em aquíferos salinos profundos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) |
Texto Completo: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/8430 |
Resumo: | Most of the forecast scenarios on climate change reveal a significant increase of greenhouse gases emissions in the absence of mitigation actions. Notwithstanding, even with the existence of mitigation actions to limit the 2°C increase in global temperature, the primary power supply will be 40% based in fossil fuels until the mid of the century. Carbon Capture and Storage (CCS) is the only technology able to achieve significant emissions reductions based on the use of fossil fuels. One of the main questions is if this technique is safe and which are the environmental impacts that are directly related to the public acceptance of this technology. The main way to answer to this is through the mathematical modelling of the CO2 flow in the storage site. It is presented a broad literature review about geological storage of CO2 focused on storage in saline aquifers and the physical and chemical processes involved. It is presented a complete description of the mathematical modelling representing this system and the thermodynamic submodels applied to the modelling performed in the reviewed work. It was concluded that one of the most important mechanisms of trapping of the CO2 to the success of the storage is the residual (or capillary) trapping, because it happens in a moderate time scale (hundreds to thousands of years) and because it influences the other trapping mechanisms). Based on this, it was developed a mathematical model that allowed to evaluate this mechanism, taking into consideration the capillary pressure effects and relative permeability hysteresis. It is recognized the other trapping mechanisms of CO2, not considered in the model presented, are as much important as the residual trapping with the view to understand the fate of the injected CO2, and need to be taken into account. |
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Ribeiro, Daniel da CunhaMeneguelo, Ana PaulaBigossi, Juliana Tonoli CevolaniOliveira, Luiz Gabriel Souza deFeroni, Rita de Cássia2018-08-01T23:29:05Z2018-08-012018-08-01T23:29:05Z2017-03-07Most of the forecast scenarios on climate change reveal a significant increase of greenhouse gases emissions in the absence of mitigation actions. Notwithstanding, even with the existence of mitigation actions to limit the 2°C increase in global temperature, the primary power supply will be 40% based in fossil fuels until the mid of the century. Carbon Capture and Storage (CCS) is the only technology able to achieve significant emissions reductions based on the use of fossil fuels. One of the main questions is if this technique is safe and which are the environmental impacts that are directly related to the public acceptance of this technology. The main way to answer to this is through the mathematical modelling of the CO2 flow in the storage site. It is presented a broad literature review about geological storage of CO2 focused on storage in saline aquifers and the physical and chemical processes involved. It is presented a complete description of the mathematical modelling representing this system and the thermodynamic submodels applied to the modelling performed in the reviewed work. It was concluded that one of the most important mechanisms of trapping of the CO2 to the success of the storage is the residual (or capillary) trapping, because it happens in a moderate time scale (hundreds to thousands of years) and because it influences the other trapping mechanisms). Based on this, it was developed a mathematical model that allowed to evaluate this mechanism, taking into consideration the capillary pressure effects and relative permeability hysteresis. It is recognized the other trapping mechanisms of CO2, not considered in the model presented, are as much important as the residual trapping with the view to understand the fate of the injected CO2, and need to be taken into account.A maioria dos cenários de previsão de mudanças climáticas considera um aumento significativo das emissões de gases do efeito estufa, na ausência de ações mitigadoras. Porém, mesmo com ações mitigadoras a fim de limitar o aumento da temperatura global em 2°C, o suprimento primário de energia será 40% com base em combustíveis fósseis até a metade do século. A tecnologia para captura e armazenamento de carbono (CCS) é a única tecnologia capaz de obter significantes reduções das emissões a partir do uso de combustíveis fósseis. Uns dos principais questionamentos são se a técnica é segura e quais os impactos ambientais que implicam diretamente na aceitação da tecnologia e seu potencial desenvolvimento. A principal maneira para se responder a esses questionamentos é por meio da modelagem matemática do escoamento do CO2 em seu local de armazenamento. Sendo assim, é apresentada uma ampla revisão sobre o armazenamento geológico de CO2, com enfoque no armazenamento em aquíferos salinos e nos processos físicos e químicos que acometem o CO2 injetado. É apresentada uma descrição completa do modelo matemático para esse sistema e dos submodelos termodinâmicos aplicados nas modelagens desenvolvidas nos trabalhos revisados. A partir da revisão dos trabalhos, concluiu-se que uns dos mecanismos de trapeamento mais importantes para o sucesso da armazenagem de CO2 é o trapeamento residual (ou capilar), por ocorrer em períodos de tempo moderados referentes a esse sistema (centenas a milhares de anos) e por influenciar nos demais mecanismos de trapeamento. Com base nisso, foi desenvolvido um modelo matemático que permitiu a avaliação desse mecanismo, levando em consideração os efeitos da pressão capilar e a histerese da permeabilidade relativa. É reconhecido que os outros mecanismos de trapeamento do CO2, não levados em conta no modelo apresentado, são importantes para o entendimento do comportamento do CO2 e merecem ser considerados.TextBIGOSSI, Juliana Tonoli Cevolani. Modelagem matemática do armazenamento geológico de CO2 em aquíferos salinos profundos. 2017. 170 f. Dissertação (Mestrado em Energia) - Programa de Pós-Graduação em Energia, Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus, 2017.http://repositorio.ufes.br/handle/10/8430porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em EnergiaPrograma de Pós-Graduação em EnergiaUFESBRGeological storage of CO2Saline aquifersResidual trappingHysteresisArmazenamento geológico de CO2Aquíferos salinosTrapeamento residualModelagem matemáticaHistereseAquíferosDiferenças finitasEngenharia/Tecnologia/Gestão620.9Modelagem matemática do armazenamento geológico de CO2 em aquíferos salinos profundosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALtese_10779_Dissertação_prévia.pdfapplication/pdf1882692http://repositorio.ufes.br/bitstreams/fb6efee8-f3db-4e31-b0ed-27a67df2bbd1/download55c3ef8af6ac6e36e99b69fb737dd5f9MD5110/84302024-06-28 11:33:30.143oai:repositorio.ufes.br:10/8430http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T11:33:30Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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