ALS AI-datacenters zijn geboren door het hele land, hun vraag naar energie en de daaruit voortvloeiende uitstoot van broeikasgassen is zorgwekkend. Omdat energie-intensieve servers en koelsystemen voortdurend draaien, kunnen deze gebouwen maar een paar megawatt aan energie verbruiken stroom voor een klein datacenter NAAR ruim 100 megawatt voor een hyperscale datacenter. Om het in perspectief te plaatsen: de gemiddelde grootschalige aardgascentrale die in de Verenigde Staten wordt gebouwd, wekt energie op minder dan 1.000 megawatt.
Wanneer de energie voor deze datacenters uit fossiele brandstoffen komt, kunnen ze belangrijke energiebronnen worden uitstoot die de opwarming van het klimaat veroorzaakt in de atmosfeer terechtkomen, tenzij elektriciteitscentrales eerst broeikasgassen opvangen en vervolgens opsluiten.
Googlen is onlangs een unieke stroomafnameovereenkomst voor bedrijven aangegaan ter ondersteuning bouw van een aardgascentrale in Illinois ontworpen om precies dat te doen koolstofafvang en opslag.
Hoe werkt koolstofafvang en -opslag, of CCS, voor een project als dit?
Ik ben een ingenieur die schrijft een boek uit 2024 over verschillende soorten koolstofopslag. Hier is de korte versie van wat u moet weten.
Hoe CCS werkt
Wanneer fossiele brandstoffen worden verbrand om elektriciteit op te wekken, kooldioxide vrijgeveneen krachtig broeikasgas dat eeuwenlang in de atmosfeer blijft. Naarmate deze gassen zich in de atmosfeer ophopen, worden ze fungeren als een dekenwarmte vasthouden nabij het aardoppervlak. Een te hoge concentratie verwarmt de aarde te veel, klimaatverandering teweegbrengenwaaronder verergerende hittegolven, stijgende zeespiegels en heviger wordende stormen.
Koolstofafvang en -opslag omvat het opvangen van kooldioxide uit elektriciteitscentrales, industriële processen of zelfs rechtstreeks uit de lucht en het vervolgens, vaak via pijpleidingen, transporteren naar locaties waar het veilig ondergronds kan worden geïnjecteerd voor permanente opslag.
Koolstofdioxide kan worden getransporteerd als een superkritisch gas– dat zich precies in de overgang van vloeistof naar gas bevindt en de eigenschappen van beide heeft – of opgelost in een vloeistof. Eenmaal diep onder de grond geïnjecteerd, kan koolstofdioxide permanent vast komen te zitten in de geologische structuur, oplossen in pekel of mineraliseren, waardoor het in gesteente verandert.
Het doel van koolstofopslag is ervoor te zorgen dat koolstofdioxide voor een lange tijd uit de atmosfeer kan worden gehouden.
Soorten ondergrondse koolstofopslag
Er zijn verschillende opties voor kooldioxide ondergronds opslaan.
Verarmde olie- en aardgasvelden ze hebben voldoende opslagruimte en het extra voordeel dat de meeste al in kaart zijn gebracht en dat hun beperkingen worden begrepen. Ze houden al miljoenen jaren koolwaterstoffen op hun plaats.
Kooldioxide kan ook in werkende olie- of gasvelden worden geïnjecteerd om een groter deel van de fossiele brandstoffen uit te drijven, terwijl het grootste deel van de kooldioxide achterblijft. Deze methode, bekend als verbeterde olie- en gaswinningis de de meest voorkomende dat tegenwoordig wordt gebruikt door projecten voor het afvangen en opslaan van koolstof in de Verenigde Staten, en een van de redenen waarom CCS klachten indient door milieugroeperingen.
Vulkanisch basalt gesteente EN carbonaat formaties worden beschouwd als goede kandidaten voor veilige geologische opslag op lange termijn, omdat ze calcium- en magnesiumionen bevatten die interageren met koolstofdioxide, omzetten in mineralen. IJsland pionierde met deze methode het gebruik van het vulkanische basaltgesteente voor koolstofopslag. Basalt bedekt ook het grootste deel van de oceaankorst en wetenschappers hebben het potentieel ervan onderzocht opslagtanks onder de zeebodem.
Hoe IJsland basalt gebruikt om opgevangen koolstofdioxide om te zetten in vaste mineralen
In de Verenigde Staten is een vierde optie waarschijnlijk heeft het meeste potentieel voor industriële opslag van koolstofdioxide: diepe zoute aquifers, wat Google van plan is te gebruiken. Deze wijd verspreide watervoerende lagen zijn poreuze en doorlaatbare sedimentaire formaties bestaande uit zandsteen, kalksteen of dolomiet. Ze zijn gevuld met sterk gemineraliseerd grondwater dat niet direct voor drinkwater kan worden gebruikt, maar wel zeer geschikt is voor de opslag van CO2.
Diepe zoute aquifers hebben ook grote opslagcapaciteiten, variërend van ongeveer 1.000 tot 20.000 gigaton. Ter vergelijking: die van de natie totale koolstofemissies uit fossiele brandstoffen in 2024 het was ongeveer 4,9 gigaton.
Vanaf najaar 2025 21 industriële installaties in de Verenigde Staten hebben gebruik gemaakt van het afvangen en opslaan van koolstof, ook in industrieën die aardgas, meststoffen en biobrandstoffen produceren, volgens het rapport uit 2025 van het Global CCS Institute. Vijf daarvan maken gebruik van diepe zoute watervoerende lagen, terwijl de rest betrekking heeft op grootschalige olie- of gaswinning. Er waren nog acht industriële koolstofafvanginstallaties in aanbouw.
Het plan van Google is uniek omdat het een stroomafnameovereenkomst betreft die het mogelijk maakt de energiecentrale te bouwen met CO2-afvang en -opslag.
Google Deep Saline Aquifer-opslagplan
Die van Google Aardgascentrale van 400 megawattom mee te bouwen Verspreide energiehet is ontworpen om ongeveer 90% van de kooldioxide-uitstoot van de fabriek op te vangen en deze ondergronds te kanaliseren voor permanente opslag in een diepe zoute watervoerende laag in de buurt Mount Simon zandsteenformatie.
De Mount Simon Sandstone Formation is een enorme zoute watervoerende laag die ten grondslag ligt aan het grootste deel van Illinois, het zuidwesten van Indiana, het zuiden van Ohio en het westen van Kentucky. Het heeft een laag van zeer poreuze en doorlatende zandsteen dit maakt het een ideale kandidaat voor kooldioxide-injectie. Om kooldioxide in een superkritische toestand te houden, moet die laag dat wel zijn minstens een halve mijl (800 meter) diep..
Boven de Mount Simon-formatie ligt een dikke laag Eau Claire-schalie, fungeren als kapstok wat helpt voorkomen dat opgeslagen koolstofdioxide ontsnapt. Met uitzondering van enkele kleine gebieden in de buurt van de rivier de Mississippi, is de Eau Claire-schalie aanzienlijk dik – meer dan 90 meter – over een groot deel van het Illinois Basin.
DE geschatte opslagcapaciteit van de Mount Simon-formatie varieert van 27 gigaton tot 109 gigaton koolstofdioxide.
Het project van Google is van plan een bestaande injectieputlocatie te gebruiken die deel uitmaakte van de eerste demonstratie van grootschalige koolstofopslag in de Mount Simon-formatie. Voedselproducent Archer Daniels Midland begon kooldioxide te injecteren daar vanuit nabijgelegen maïsverwerkingsfabrieken in 2012.
Het afvangen en opslaan van koolstof is met uitdagingen geconfronteerd naarmate de technologie zich in de loop der jaren heeft ontwikkeld, waaronder: pijp breuk in 2020 leidde dat tot evacuaties in Satartia, Mississippi, waardoor verschillende mensen het bewustzijn verloren. Na een recente diep lek op de locatie van Archer Daniels Midland in Illinois eiste de Environmental Protection Agency in 2025 dat het bedrijf zijn monitoring zou verbeteren. De opgeslagen kooldioxide migreerde naar een niet-goedgekeurd gebied, maar er werd geen bedreiging voor de watervoorziening gemeld.
Waarom is CCS belangrijk?
Datacenters breiden zich snel uit en nutsbedrijven zullen meer energiecapaciteit moeten bouwen om bij te kunnen blijven. DE kunstmatige intelligentie bureau OpenAI dringt er bij de Verenigde Staten op aan dit te doen 100 gigawatt bouwen van nieuwe capaciteit per jaar, een verdubbeling van het huidige tempo.
Veel energie-experts, waaronder het Internationaal Energieagentschap, geloven dit Het afvangen en opslaan van koolstof zal nodig zijn de klimaatverandering vertragen en voorkomen dat de mondiale temperaturen een gevaarlijk niveau bereiken naarmate de vraag naar energie toeneemt.
Ramesh Agarwal is hoogleraar techniek aan Washington Universiteit in St. Louis.
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. Lees de origineel artikel.
