Ha csak ilyen könnyű lenne. Olivier Le Moal / Shutterstock

Egy nemrégiben megjelent jelentős ENSZ szerint jelentést, ha 1.5 °C-ra akarjuk korlátozni a hőmérséklet emelkedését, és meg akarjuk akadályozni az éghajlatváltozás legkatasztrófálisabb hatásait, csökkentenünk kell a globális CO-t? Ez a fosszilis tüzelőanyag-felhasználás gyors felszámolását jelenti – de ahhoz, hogy ezt az átmenetet tompítsuk, és ellensúlyozzuk azokat a területeket, ahol jelenleg nincs csere az éghető anyagokra, aktívan el kell távolítanunk a CO? a légkörből. A fák ültetése és újrafuttatása a nagy része e megoldásnak, de nagy valószínűséggel további technológiai segítségre van szükségünk, ha az éghajlati bomlás megakadályozására törekszünk.

Tehát amikor a közelmúltban olyan hírek jelentek meg, hogy a kanadai Carbon Engineering cég jól ismert kémiát használt fel a CO megkötésére? tonnánként kevesebb, mint 100 dolláros atmoszférából, sok médiaforrás úgy üdvözölte a mérföldkövet, mint varázsgolyó. Sajnos az összkép nem ilyen egyszerű. A szén-dioxid-forrás és a szén-elnyelő közötti egyensúly valóban kényes üzlet, és véleményünk szerint az energiaköltségek és a leválasztott CO valószínű későbbi felhasználása? azt jelenti, hogy a Carbon Engineering „golyója” nem más, mint varázslat.

Tekintettel arra, hogy a CO? A levegőben lévő molekuláknak mindössze 0.04%-át teszi ki, elfogása technológiai csodának tűnhet. De a kémikusok már a 18. század óta csinálják kis léptékben, és még a helyi vasboltból származó kellékekkel is meg lehet csinálni – igaz, nem hatékonyan.

Amint azt a középiskolás kémia tanulók tudják, CO? reakcióba lép mészvízzel (kalcium-hidroxid-oldat) tejfehér oldhatatlan kalcium-karbonátot eredményezve. Más hidroxidok megkötik a CO-t? ugyanúgy. A lítium-hidroxid volt az alapja a CO? abszorberek ami életben tartotta az Apollo 13 űrhajósait, és a kálium-hidroxid megköti a CO-t? olyan hatékonyan, hogy felhasználható legyen egy elégetett anyag széntartalmának mérésére. Az utóbbi eljáráshoz használt 19. századi készülék még mindig az American Chemical Society logóján szerepel.

Sajnos ez már nem kis léptékű probléma – most több milliárd tonna CO?-t kell felfognunk, méghozzá gyorsan.

A Carbon Engineering technikája a hidroxidkémia a javából. A British Columbiában található kísérleti üzemében a levegőt nagy ventilátorok szívják be, és kálium-hidroxid hatásának teszik ki, mely CO-val? reagál, és oldható kálium-karbonátot képez. Ezt az oldatot ezután kalcium-hidroxiddal kombinálják, így szilárd és könnyen elválasztható kalcium-karbonátot, valamint kálium-hidroxid-oldatot kapnak, amely újra felhasználható.

A kalcium -karbonát talajműtrágyaként használható. Nordic Moonlight/Shutterstock

A folyamatnak ez a része viszonylag kevés energiába kerül, és terméke alapvetően mészkő – de a kalcium-karbonát hegyeinek előállítása nem oldja meg a problémánkat. Bár a kalcium-karbonátot a mezőgazdaságban és az építőiparban használják, ez az eljárás túl drága lenne kereskedelmi forrásként. Nem praktikus megoldás a kormány által finanszírozott széntárolásra, mivel hatalmas mennyiségű kalcium-hidroxidra lenne szükség. Ahhoz, hogy megvalósítható legyen, a közvetlen légbefogásnak koncentrált CO-t kell termelnie? mint terméke, amely biztonságosan tárolható vagy használható.

így a szilárd kalcium-karbonátot 900 °C-ra melegítjük a tiszta COXNUMX kinyerésére. Ez az utolsó lépés hatalmas mennyiségű energiát igényel. A Carbon Engineering földgáztüzelésű üzemében a teljes ciklus fél tonna CO-t termel? minden levegőből kifogott tonnáért. Az erőmű felfogja ezt a többlet szén-dioxidot, és természetesen megújuló energiával is működhetne az egészségesebb szén-dioxid-egyensúly érdekében – de továbbra is fennáll a probléma, hogy mit kezdjünk az összes megkötött gázzal.

A Climeworks svájci start-up cég hasonlóan lefoglalt CO-t használ? nak nek elősegíti a fotoszintézist és javítja a terméshozamot a közeli üvegházakban, de az ár még közel sem versenyképes. CO? máshonnan beszerezhető a Carbon Engineering 100 dolláros nyereségének mindössze egytizedéért. Sokkal olcsóbb módszerek is vannak a kormányok számára a kibocsátás ellensúlyozására: sokkal könnyebb a CO-t megkötni? a kibocsátó forrásnál, ahol a koncentráció sokkal magasabb. Tehát ez a technológia valószínűleg elsősorban azokat a nagy kibocsátású iparágakat fogja érdekelni, amelyek profitálhatnak a CO-ból? zöld igazolványokkal.

Például az egyik legfontosabb befektető a Carbon Engineering elfogó technológiájába az Occidental Petroleum, a Továbbfejlesztett olajvisszanyerés mód. Az egyik ilyen módszernél a CO? olajkutakba szivattyúzzák, hogy növeljék a kinyerhető kőolaj mennyiségét, köszönhetően a megnövekedett kútnyomásnak és/vagy magának az olajnak az áramlási jellemzőinek javításával. Azonban, beleértve az extra olaj szállításának és finomításának energiaköltségét, a technológia ilyen módon történő alkalmazása valószínűleg növeli a nettó kibocsátást, nem csökkenti azt.

Egy másik kulcsfontosságú beszéd a Carbon Engineering működéséről az volt Levegő üzemanyagokhoz technológia, melyik CO-ban? éghető folyékony tüzelőanyaggá alakul, amely újra elégethető. Elméletileg ez szén-semleges üzemanyagciklust biztosít, feltéve, hogy a folyamat minden lépése megújuló energiával működik. Azonban még ez a felhasználás is nagyon távol áll a negatív kibocsátású technológiától.

A fém-szerves keretek porózus szilárd anyagok, amelyek képesek megkötni a CO2-t.

{vembed Y = m91P-R3kxOs}

Ígéretes alternatívák vannak a láthatáron. A fém-szerves keretek szivacsszerű szilárd anyagok, amelyek összenyomják az egyenértékű CO? egy futballpálya felülete a cukorkocka méretű. Ezeket a felületeket CO-hoz használja? a befogás sokkal kevesebb energiát igényel – és a vállalatok elkezdték feltárni kereskedelmi potenciáljukat. A nagyüzemi termelést azonban nem sikerült tökéletesíteni, és kérdéses a hosszú távú stabilitásuk a tartós CO-szint szempontjából? a befogási projektek azt jelentik, hogy magas költségük még nem érdemelt ki.

Kis esélye van annak, hogy a még laboratóriumban lévő technológiák a következő évtizedben készen állnak a gigatonnás méretű befogásra, a Carbon Engineering és a Climeworks által alkalmazott módszerek a jelenlegi legjobbak. De fontos észben tartani, hogy közel sem tökéletesek. Hatékonyabb CO-módszerre kell váltanunk? elfogjuk, amint tudjuk. Mint maga a Carbon Engineering alapítója, David Keith rámutat, a szén-dioxid-eltávolítási technológiákat a politikai döntéshozók túlságosan magasra értékelik, és eddig „rendkívül kevés” kutatási támogatást kaptak.

Általánosabban véve ellen kell állnunk a kísértésnek, miszerint a közvetlen levegő elfogást mágikus golyónak tekintjük, amely megment minket attól, hogy foglalkozzunk a szén-függőség kérdésével. A szénhidrogén-üzemanyagok életciklusában a szénterhelés csökkentése vagy semlegesítése lépés lehet a negatív kibocsátású technológiák felé. De ez csak egy lépés. Miután oly sokáig a szén-könyvelő rossz oldalán volt, elmúlt az idő, hogy túlmutatjon az egyenetlenség mellett.

A szerzőről

Chris Hawes, szervetlen kémia oktató, Keele Egyetem

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

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon