szén-dioxid-leválasztás

Egy „mechanikus fa” körülbelül 1,000-szer gyorsabban távolítja el a szén-dioxidot a levegőből, mint egy természetes fa. Az első az, hogy 2022-ben megkezdi működését Arizonában. Illusztráció az Arizona Állami Egyetemen keresztül

Két évszázados fosszilis tüzelőanyagok elégetése több szén-dioxidot, egy erőteljes üvegházhatású gázt juttatott a légkörbe, mint amennyit a természet el tud eltávolítani. Ahogy a CO2 felhalmozódik, az felfogja a felesleges hőt a Föld felszíne közelében, globális felmelegedést okozva. Annyi CO2 van most a légkörben, hogy a legtöbb forgatókönyv azt mutatja a kibocsátás megszüntetése önmagában nem lesz elég az éghajlat stabilizálása érdekében – az emberiségnek a levegőből is el kell távolítania a CO2-t.

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának új cél felnagyítani közvetlen levegőfelvétel, egy technológia, amely kémiai reakciókat alkalmaz a CO2 elkülönítése a levegőből. Míg a szén-dioxid-leválasztás szövetségi finanszírozása gyakran kap kritikát, mert egyesek ürügynek tekintik a fosszilis tüzelőanyagok használatának folytatására, a szén-dioxid-eltávolítás valamilyen formában valószínűleg megtörténik. továbbra is szükséges, az IPCC jelentések szerint. A szén mechanikus eltávolítására szolgáló technológia fejlesztés alatt áll és működik nagyon kis léptékűrészben azért, mert a jelenlegi módszerek megfizethetetlenül drágák és energiaigényesek. De új technikák Ebben az évben tesztelik, ami segíthet csökkenteni az energiaigényt és a költségeket.

Megkérdeztük az Arizona Állami Egyetem professzorát Klaus Lackner, a közvetlen levegőelnyelés és szén-dioxid-tárolás úttörője, a technológia állásáról és arról, hogy merre tart.

Mi a közvetlen széneltávolítás, és miért tartják szükségesnek?

Amikor az 1990-es évek elején elkezdtem érdeklődni a szén-dioxid-gazdálkodás iránt, az a megfigyelés vezetett, hogy a szén felhalmozódik a környezetben. Természet kell hozzá több ezer év a CO2 eltávolítása, és az a jóval magasabb CO2 felé vezető pályát koncentráció, jóval meghaladja az emberek által tapasztalt dolgokat.


belső feliratkozási grafika


Az emberiség nem engedheti meg magának, hogy egyre nagyobb mennyiségű felesleges szén lebegjen a környezetben, ezért vissza kell vonnunk.

Nem minden kibocsátás nagy forrásból származik, pl erőművek vagy gyárak, ahol a CO2-t meg tudjuk fogni, ahogy kijön. Tehát foglalkoznunk kell a károsanyag-kibocsátás másik felével – autókból, repülőkből, forró zuhanyozásból, miközben a gázkemencéje kibocsátja a CO2-t. Ez azt jelenti, hogy ki kell húzni a CO2-t a levegőből.

Mivel a CO2 gyorsan keveredik a levegőben, nem mindegy, hogy a világ melyik pontjáról távolítják el a CO2-t – az eltávolításnak ugyanaz a hatása. Így a közvetlen levegőelfogó technológiát ott helyezhetjük el, ahol a CO2 felhasználását vagy tárolását tervezzük.

A tárolás módja is fontos. A CO2 tárolása 60 vagy 100 évig nem elég jó. Ha 100 év múlva az összes szén visszakerül a környezetbe, akkor csak magunkról gondoskodtunk, és az unokáinknak újra rá kell jönniük erre. Eközben a világ energiafogyasztása kb 2% évente.

A közvetlen légbefogással kapcsolatos egyik kifogás a költségek mellett az, hogy energiaigényes. Csökkenthető ez az energiafelhasználás?

A közvetlen légbefogás során két nagy energiafelhasználás a ventilátorok működtetése a levegő beszívására, majd a fűtés a CO2 eltávolítására. Mindkettő esetében van mód az energiaigény csökkentésére.

Például belebotlottunk egy olyan anyagba, amely szárazon vonzza a CO2-t, nedvesen pedig kibocsátja. Rájöttünk, hogy ki tudjuk tenni ezt az anyagot a szélnek, és CO2-vel terheljük meg. Akkor megvizesíthetnénk és meg is lett volna engedje el a CO2-t sokkal kevesebb energiát igénylő módon, mint más rendszerek. A megújuló energiából előállított hő hozzáadásával még magasabbra emelkedik a CO2 nyomás, így van egy vízgőzzel kevert CO2 gázunk, amelyből tiszta CO2-t gyűjthetünk.

Még több energiát takaríthatunk meg, ha a rögzítés passzív – nem szükséges, hogy ventilátorok fújják a levegőt; a levegő magától mozog.

A laborom egy módszert készít erre, az úgynevezett mechanikus fák. Vegyi gyantával bevont magas, függőleges lemezoszlopok, körülbelül 5 láb átmérőjűek, a lemezek körülbelül 2 hüvelyk távolságra vannak egymástól, mint egy köteg lemez. Ahogy a levegő átfúj, a tárcsák felülete elnyeli a CO2-t. Körülbelül 20 perc elteltével a lemezek megtelnek, és belesüllyednek egy hordóba. Beküldjük a vizet és a gőzt, hogy a CO2-t zárt környezetbe engedjük, és most vízgőz és CO2 alacsony nyomású keveréke van. A doboz felfűtéséhez felhasznált hő nagy részét vissza tudjuk nyerni, így a fűtéshez szükséges energia elég kicsi.

Nedvesség felhasználásával az energiafelhasználás mintegy felét elkerülhetjük, a többire pedig megújuló energiát használhatunk. Ehhez víz és száraz levegő kell, így nem mindenhol lesz ideális, de vannak más módszerek is.

A CO2 biztonságosan tárolható hosszú távon, és van-e elég ilyen típusú tárolás?

Az ásványkinyerés koncepcióján az 1990-es években kezdtem el dolgozni, egy csoport vezetésével Los Alamosban. A világ valójában végleg el tudja távolítani a CO2-t, ha kihasználja azt a tényt, hogy sav, és bizonyos kőzetek bázisok. Amikor a CO2 reakcióba lép a kalciumban gazdag ásványi anyagokkal, szilárd karbonátokat képez. Által mineralizálja a CO2-t így mi tárolhatja szinte korlátlan mennyiségű szén tartósan.

Például sok bazalt – vulkanikus kőzet – van benne Izland, amely CO2-vel reagál és néhány hónapon belül szilárd karbonátokká alakítja. Izland eladhatna szén-dioxid-megkötési tanúsítványokat a világ többi részének, mert a világ többi része számára elzárja a CO2-t.

A texasi Permi-medencében az olajtermelésből származó hatalmas földalatti tározók is vannak. Nagy szikes víztartók vannak. Az Északi-tengeren, egy kilométerrel az óceán feneke alatt az Equinor energiacég egy gázfeldolgozó üzem CO2-ját fogja le és tárolja. egymillió tonna CO2 évente 1996 óta, elkerülve Norvégiát CO2-kibocsátás adója. A föld alatti tároló mennyisége, ahol ásványianyag-lekötést végezhetünk, sokkal nagyobb, mint amennyire valaha is szükségünk lesz a CO2-re. A kérdés az, hogy mennyit lehet bevált tartalékká váltani

.Közvetlen légfogást is alkalmazhatunk hogy lezárja a szénhurkot – ami azt jelenti, hogy a CO2-t újrafelhasználják, felfogják, majd újra felhasználják, hogy elkerüljék a további termelést. Jelenleg az emberek fosszilis tüzelőanyagokból származó szenet használnak energia kinyerésére. A szén-dioxidot szintetikus üzemanyagokká alakíthatja át – benzin, gázolaj vagy kerozin –, amelyekben nincs szén, ha a CO2-t összekeverjük zöld hidrogén megújuló energiával jött létre. Ez az üzemanyag könnyen szállítható a meglévő csővezetékeken, és évekig tárolható, így egy téli éjszakán hőt és villamos energiát termelhet Bostonban a múlt nyáron Nyugat-Texasban napfényként összegyűjtött energia felhasználásával. Egy tanknyi „synfuel” nem kerül sokba, és költséghatékonyabb is, mint egy akkumulátor.

Az Energiaügyi Minisztérium új célt tűzött ki, hogy a szén-dioxid-eltávolítás költségeit tonnánként 100 USD-ra csökkentse, és egy évtizeden belül gyorsan megnövelje. Minek kell történnie, hogy ez valósággá váljon?

A DOE megijeszt, mert azt hangoztatják, hogy a technológia már készen áll. Miután 30 évig elhanyagoltuk a technológiát, nem mondhatjuk csak úgy, hogy vannak olyan cégek, akik tudják, hogyan kell ezt csinálni, és nekünk nincs más dolgunk, mint továbbvinni. Fel kell tételeznünk, hogy ez egy kialakulóban lévő technológia.

A Climeworks a legnagyobb közvetlen kereskedelmi célú leválasztással foglalkozó vállalat, és a CO2-t a következő helyen értékesíti tonnánként 500 és 1,000 dollár között. Ez túl drága. Másrészt tonnánként 50 dollárért a világ megtehetné. Azt hiszem, eljuthatunk oda.

Az Egyesült Államok körülbelül 7 millió tonna CO2-t fogyaszt évente kereskedő CO2 – gondoljuk a szénsavas italok, tűzoltó készülékek, gabonasilók gabonapor szabályozására használják, ami robbanásveszélyes. Az átlagár 60-150 dollár. Tehát 100 dollár alatt van piacod.

Valójában egy olyan szabályozási keretre van szükség, amely azt mondja, hogy azt követeljük, hogy a CO2-t tegyék félre, és akkor a piac a mai kilotonnák CO2-leválasztásáról a gigatonnák CO2-lekötésére mozdul el.

Hol látja ezt a technológiát 10 év múlva?

Egy olyan világot látok, amely felhagy a fosszilis tüzelőanyagokkal, valószínűleg fokozatosan, de megbízatása van az összes CO2 hosszú távú leválasztására és tárolására.

Javasoljuk, hogy amikor a szén kikerül a talajból, akkor azt egyenlő eltávolítással kell párosítani. Ha 1 tonna szenet állít elő szénhez, olajhoz vagy gázhoz, akkor 1 tonnát el kell helyeznie. Nem kell, hogy egyforma tonna legyen, de legyen a zárolási igazolás ez biztosítja, hogy el lett rakva, és több mint 100 évig ki kell bírnia. Ha minden szén tanúsított attól a pillanattól kezdve, hogy kikerül a földből, akkor nehezebb becsapni a rendszert.

Nagy ismeretlen, hogy az ipar és a társadalom milyen keményen igyekszik karbonsemlegessé válni. Biztató látni olyan cégeket, mint microsoft és a Csíkos szén-dioxid-kredit vásárlás és tanúsítványok a CO2 eltávolítására, és hajlandóak meglehetősen magas árakat fizetni.

Az új technológia behatolása egy-két évtizedbe is telhet, de ha megvan a gazdasági vonzerő, akkor a dolgok gyorsan mennek. Az első kereskedelmi repülőgép 1951-ben volt elérhető. 1965-re már mindenütt jelen voltak.A beszélgetés

A szerzőről

Klaus Lackner mérnök professzor és a Negatív Szén-kibocsátás Központ igazgatója Arizona State University

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

szünet

Kapcsolódó könyvek:

A választott jövő: az éghajlati válság túlélése

írta: Christiana Figueres és Tom Rivett-Carnac

A szerzők, akik kulcsszerepet játszottak az éghajlatváltozásról szóló párizsi megállapodásban, betekintést és stratégiákat kínálnak az éghajlati válság kezelésére, beleértve az egyéni és kollektív fellépést.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

A lakhatatlan föld: élet a felmelegedés után

írta David Wallace-Wells

Ez a könyv feltárja az ellenőrizetlen éghajlatváltozás lehetséges következményeit, beleértve a tömeges kihalást, az élelmiszer- és vízhiányt, valamint a politikai instabilitást.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

A Jövő Minisztériuma: regény

írta: Kim Stanley Robinson

Ez a regény egy közeljövő világát képzeli el, amely az éghajlatváltozás hatásaival küszködik, és víziót kínál arra vonatkozóan, hogyan változhat a társadalom a válság kezelésére.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

Fehér ég alatt: A jövő természete

Írta: Kolbert Elizabeth

A szerző feltárja az emberiség természeti világra gyakorolt ​​hatását, beleértve az éghajlatváltozást, valamint a környezeti kihívások kezelésére szolgáló technológiai megoldások lehetőségét.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez

Lehívás: A globális felmelegedés visszafordítására valaha javasolt legátfogóbb terv

szerkesztette Paul Hawken

Ez a könyv átfogó tervet mutat be az éghajlatváltozás kezelésére, beleértve a megoldásokat számos ágazatból, mint például az energia, a mezőgazdaság és a közlekedés.

Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez