Kaj, če bi bilo mogoče sesati vsa škodljiva onesnaževala iz zraka, da ne bi bili takšna nadloga? Kaj, če bi bilo mogoče tudi ta onesnaževala ozračja pretvoriti nazaj v fosilna goriva ali morda ekološko prijazna bio goriva? Zakaj bi nas potem lahko veliko manj skrbeli smog, dihalne bolezni in učinki visokih koncentracij teh plinov na planet.
To je osnova Carbon Capture, relativno novega koncepta, kjer se ogljikov dioksid zajame v točkovnih virih - na primer tovarnah, elektrarnah na zemeljski plin, kurilnih napravah, večjih mestih ali drugem mestu, kjer je znano, da so velike koncentracije CO 2 . Ta CO² lahko nato shranimo za nadaljnjo uporabo, ga pretvorimo v biogoriva ali preprosto damo nazaj v Zemljo, da ne vstopi v ozračje.
Opis:
Kot številni drugi nedavni dogodki je tudi zajemanje ogljika del novega sklopa postopkov, ki so skupno znani kot geoinženiring. Namen teh postopkov je spremeniti podnebje in preprečiti posledice globalnega segrevanja, na splošno s ciljanjem na enega od toplogrednih plinov. Tehnologija obstaja že nekaj časa, šele v zadnjih letih pa je bila predlagana tudi kot sredstvo za boj proti podnebnim spremembam.
Trenutno je zajemanje ogljika najpogosteje uporabljeno v obratih, ki se za proizvodnjo električne energije zanašajo na kurjenje fosilnih goriv. Ta postopek se izvaja na enega od treh osnovnih načinov - po izgorevanju, pred zgorevanju in zgorevanju z oksi gorivom. Po izgorevanju gre za odstranjevanje CO2 po zgorevanju fosilnega goriva in pretvorbo v dimni plin, ki je sestavljen iz CO2, vodne pare, žveplovega dioksida in dušikovega oksida.
Ko plini potujejo skozi dimnik ali dimnik, CO² zajame "filter", ki je dejansko sestavljen iz topil, ki se uporabljajo za absorpcijo CO2 in vodne pare. Ta tehnika je učinkovita, če je mogoče takšne filtre naknadno vgraditi v starejše obrate, s čimer se izognemo potrebi po dragi prenovi elektrarn.
Prednosti in izzivi:
Rezultati teh procesov so bili do zdaj spodbudni - ki se ponašajo z možnostjo odstranjevanja do 90% CO² iz emisij (odvisno od vrste naprave in uporabljene metode). Vendar pa obstajajo pomisleki, da nekateri od teh procesov prispevajo k skupnim stroškom in porabi energije elektrarn.
Glede na poročilo Medvladnega odbora za podnebne spremembe (IPCC) iz leta 2005, se dodatni stroški gibljejo od 24 do 40% za elektrarne na premog, od 11 do 22% za elektrarne na zemeljski plin in od 14 do 25% za kombinirani cikel uplinjanja premoga na osnovi premoga sistemov. Dodatna poraba energije tudi na poti do emisij povzroča več.
Medtem ko lahko CC operacije drastično zmanjšajo CO 2, lahko v zrak dodajo druga onesnaževala. Količine onesnaževal so odvisne od tehnologije in segajo od amoniaka in dušikovih oksidov (NO in NO²) do žveplovega oksida in žveplovega oksida (SO, SO², SO³, S²O, S²O³ itd.). Vendar pa raziskovalci razvijajo nove tehnike, za katere upajo, da bodo zmanjšale stroške in porabo in ne ustvarile dodatnih onesnaževal.
Primeri:
Dober primer postopka zajemanja ogljika je projekt Petro Nova, elektrarna na premog v Teksasu. To elektrarno je leta 2014 ameriški oddelek za energetiko začel nadgrajevati (DOE), da bi sprejel največjo operacijo zajemanja ogljika po zgorevanju.
DOE ocenjuje, da bodo filtri, ki bi zajeli izpuste, in infrastruktura, ki bi jih lahko postavila nazaj v Zemljo, sposobni zajeti 1,4 milijona ton CO2 da bi se prej sprostilo v zrak.
V primeru pred zgorevanjem se CO² ujame, preden fosilno gorivo sploh izgoreva. Tu se segreje premog, nafta ali zemeljski plin v čistem kisiku, kar ima za posledico mešanico ogljikovega monoksida in vodika. To zmes nato obdelamo v katalitičnem pretvorniku s paro, ki nato proizvede več vodika in ogljikovega dioksida.
Ti plini se nato dovajajo v bučke, kjer se obdelujejo z aminom (ki se veže na CO 2, vendar ne z vodikom); nato se zmes segreje, zaradi česar se CO2 dvigne tam, kjer se lahko nabere. V končnem postopku (zgorevanje z oksi gorivom) se fosilno gorivo zgore v kisiku, kar ima za posledico plinsko mešanico pare in CO². Para in ogljikov dioksid se ločita s hlajenjem in stiskanjem toka plina, ko se ločita, se odstrani CO 2.
Druga prizadevanja za zajemanje ogljika vključujejo gradnjo urbanih struktur s posebnimi napravami za črpanje CO² iz zraka. Primeri tega vključujejo Torre de Especialidades v Mexico Cityju - bolnišnico, ki jo obdaja 2500 m² fasada, sestavljena iz Prosolve370e. To posebej oblikovano pročelje, ki ga je zasnovala berlinska družba Elegant Embellishments, je sposobno kanalizirati zrak skozi svoje rešetke in se za filtriranje smoga zanaša na kemične procese.
Kitajska stolpnica Phoenix - načrtovan projekt za serijo stolpov v Wuhanu na Kitajskem (ki bo tudi najvišji na svetu) - naj bi bila opremljena tudi z operacijo zajemanja ogljika. Kot del vizije oblikovalcev, da ustvarijo tako visoko in trajnostno visoko zgradbo, vključujejo posebne premaze na zunanji strani struktur, ki bodo črpali CO² iz lokalnega mestnega zraka.
Potem je tu ideja o "umetnih drevesih", ki jo je predstavil profesor Klaus Lackner z oddelka za zemeljsko in okoljsko inženirstvo na univerzi Columbia. Sestavljena iz plastičnih listov, prevlečenih s smolo, ki vsebuje natrijevo karbonacijo - kar v kombinaciji z ogljikovim dioksidom ustvarja natrijev bikarbonat (aka. Pecilna soda) - ta "drevesa" porabijo CO² na podoben način kot prava drevesa.
Stroškovno učinkovita različica iste tehnologije, ki se uporablja za odstranjevanje CO² iz zraka v podmornicah in vesoljskih ladjah, se očistijo listov z vodo, ki v kombinaciji z sodo bikarbono daje raztopino, ki jo je mogoče enostavno pretvoriti v biogorivo.
V vseh primerih se postopek zajemanja ogljika spušča v iskanje načinov za odstranjevanje škodljivih onesnaževal iz zraka, da se zmanjša človeški odtis. Shranjevanje in ponovna uporaba prav tako vstopata v enačbo v upanju, da bosta raziskovalcem namenili več časa za razvoj alternativnih virov energije.
Tu smo napisali veliko zanimivih člankov o zajemanju ogljika pri Space Magazinu. Tukaj je nekaj, kaj je ogljikov dioksid? Kaj povzroča onesnaževanje zraka? Kaj, če vse izgorevamo? Gledanje globalnega segrevanja: Kako ogljikov dioksid krvavi po Zemlji in svetovne potrebe po doseganju skoraj nič emisij ogljika.
Če želite več informacij o tem, kako deluje Carbon Capture, si oglejte ta video pri organizaciji za zajem in shranjevanje ogljika:
Če želite imeti več informacij o Zemlji, si oglejte Nasin vodnik za raziskovanje sončnega sistema na Zemlji. Tu je povezava do Nasinega observatorija za zemljo.
Imamo tudi epizode Astronomy Cast o planetu Zemlji in podnebnih spremembah. Poslušajte tukaj, Epizoda 51: Zemlja, Epizoda 308: Podnebne spremembe.
Viri:
- Wikipedia - Zajem in shranjevanje ogljika
- Carbon Capture Storage Association - Kaj je CCS?
- Zelena dejstva - zajemanje in shranjevanje CO²
- Global CCS Institute - Kaj je CCS?
