karbon yakalama

Bir 'mekanik ağaç', havadaki karbondioksiti doğal bir ağaçtan yaklaşık 1,000 kat daha hızlı uzaklaştırır. İlki 2022'de Arizona'da faaliyete geçecek. Arizona Eyalet Üniversitesi aracılığıyla İllüstrasyon

İki yüzyıl boyunca yanan fosil yakıtlar, atmosfere doğanın kaldırabileceğinden daha fazla karbondioksit, güçlü bir sera gazı saldı. Bu CO2 biriktikçe, aşırı ısıyı hapseder Dünya yüzeyine yakın, küresel ısınmaya neden oluyor. Atmosferde o kadar çok CO2 var ki, çoğu senaryo bunu gösteriyor. sadece emisyonları sona erdirmek yeterli olmayacak iklimi istikrara kavuşturmak için - insanlığın da havadan CO2'yi uzaklaştırması gerekecek.

ABD Enerji Bakanlığı yeni bir gol büyütmek doğrudan hava yakalamakimyasal reaksiyonları kullanan bir teknolojidir. havadan CO2 yakalamak. Bazı insanlar bunu fosil yakıt kullanımının devam etmesi için bir mazeret olarak gördükleri için karbon yakalama için federal fonlar sıklıkla eleştiri çekerken, karbonun bir şekilde uzaklaştırılması muhtemelen hala gerekli, IPCC raporları gösteriyor. Karbonu mekanik olarak ortadan kaldıracak teknoloji geliştirilmekte ve şu anda faaliyet göstermektedir. çok küçük bir ölçekkısmen, mevcut yöntemlerin aşırı derecede pahalı ve enerji yoğun olması nedeniyle. Fakat yeni teknikler enerji talebini ve maliyetini düşürmeye yardımcı olabilecek bu yıl test ediliyor.

Arizona Eyalet Üniversitesi Profesörüne sorduk Klaus Lackner, teknolojinin durumu ve nereye gittiği hakkında doğrudan hava yakalama ve karbon depolamada öncü.

Doğrudan karbon giderme nedir ve neden gerekli kabul edilir?

1990'ların başında karbon yönetimiyle ilgilenmeye başladığımda, beni harekete geçiren şey, karbonun çevrede biriktiği gözlemiydi. doğayı alır bu CO2'yi çıkarmak için binlerce yıl, ve biz bir çok daha yüksek CO2'ye doğru yörünge konsantrasyonlar, insanların deneyimlediği her şeyin çok ötesinde.


kendi kendine abone olma grafiği


İnsanlık, çevrede dolaşan artan miktarlarda fazla karbona sahip olamaz, bu yüzden onu geri almalıyız.

Tüm emisyonlar, aşağıdakiler gibi büyük kaynaklardan değildir: enerji santralleri veya fabrikalarCO2'yi çıktığı anda yakalayabileceğimiz yer. Bu yüzden emisyonların diğer yarısıyla uğraşmamız gerekiyor – arabalardan, uçaklardan, gaz ocağınız CO2 çıkarırken sıcak bir duş almaktan. Bu, CO2'yi havadan çekmek anlamına gelir.

CO2 havada hızla karıştığından, CO2'nin dünyanın neresinde çıkarıldığı önemli değildir - uzaklaştırma aynı etkiye sahiptir. Böylece doğrudan hava yakalama teknolojisini CO2'yi kullanmayı veya depolamayı planladığımız yere yerleştirebiliriz.

Depolama yöntemi de önemlidir. CO2'yi sadece 60 yıl veya 100 yıl depolamak yeterince iyi değil. Bundan 100 yıl sonra tüm bu karbon çevreye geri dönerse, tek yaptığımız kendimize bakmaktı ve torunlarımızın bunu yeniden çözmesi gerekiyor. Bu arada, dünyanın enerji tüketimi yaklaşık olarak artıyor Yılda% 2.

Maliyete ek olarak doğrudan hava yakalama ile ilgili şikayetlerden biri de enerji yoğun olmasıdır. Bu enerji kullanımı azaltılabilir mi?

Doğrudan hava yakalamada iki büyük enerji kullanımı, havayı çekmek için fanları çalıştırmak ve ardından CO2'yi çıkarmak için ısıtmaktır. Her ikisi için de enerji talebini azaltmanın yolları vardır.

Örneğin, kuruyken CO2 çeken ve ıslandığında serbest bırakan bir malzemeyle karşılaştık. Bu malzemeyi rüzgara maruz bırakabileceğimizi ve CO2 yükleyebileceğini fark ettik. Sonra ıslatabilirdik ve CO2'yi serbest bırakın diğer sistemlerden çok daha az enerji gerektiren bir şekilde. Yenilenebilir enerjiden yaratılan ısının eklenmesi CO2 basıncını daha da yükseltir, bu nedenle su buharıyla karıştırılmış bir CO2 gazımız var ve bundan saf CO2 toplayabiliyoruz.

Yakalama pasif ise daha da fazla enerji tasarrufu sağlayabiliriz - havayı üfleyen fanlara gerek yoktur; hava kendi kendine hareket eder.

Laboratuvarım bunu yapmak için bir yöntem yaratıyor. mekanik ağaçlar. Bunlar, bir plak yığını gibi, yaklaşık 5 inç aralıklı, yaklaşık 2 fit çapında, kimyasal bir reçineyle kaplanmış uzun dikey disk sütunlarıdır. Hava üflerken, disklerin yüzeyleri CO2'yi emer. 20 dakika kadar sonra diskler dolar ve aşağıdaki bir varilin içine batarlar. CO2'yi kapalı bir ortama salmak için su ve buhar gönderiyoruz ve şimdi düşük basınçlı su buharı ve CO2 karışımımız var. Kutuyu ısıtmak için harcanan ısının çoğunu geri kazanabiliriz, bu nedenle ısıtma için gereken enerji miktarı oldukça azdır.

Nem kullanarak, enerji tüketiminin yaklaşık yarısını önleyebilir ve geri kalanı için yenilenebilir enerji kullanabiliriz. Bu, su ve kuru hava gerektirir, bu nedenle her yerde ideal olmayacaktır, ancak başka yöntemler de vardır.

CO2 uzun süreli güvenli bir şekilde saklanabilir mi ve bu tür bir depolama yeterli mi?

1990'larda Los Alamos'ta bir gruba liderlik ederek mineral ayırma kavramı üzerinde çalışmaya başladım. Dünya aslında CO2'nin asit ve bazı kayaların baz olması gerçeğinden yararlanarak kalıcı olarak uzaklaştırabilir. CO2, kalsiyum açısından zengin minerallerle reaksiyona girdiğinde, katı karbonatlar oluşturur. Tarafından CO2'yi mineralize etmek böyle, biz depolayabilir kalıcı olarak neredeyse sınırsız miktarda karbon.

Örneğin, çok sayıda bazalt – volkanik kaya – var. CO2 ile reaksiyona giren İzlanda ve birkaç ay içinde katı karbonatlara dönüştürür. İzlanda, dünyanın geri kalanı için CO2'yi uzaklaştırdığı için dünyanın geri kalanına karbon tutma sertifikaları satabilir.

Teksas'taki Permiyen Havzasında petrol üretiminden kaynaklanan devasa yeraltı rezervuarları da var. Büyük tuzlu akiferler var. Kuzey Denizi'nde, okyanus tabanının bir kilometre altında, enerji şirketi Equinor, bir gaz işleme tesisinden CO2 yakalıyor ve depoluyor. yılda bir milyon ton CO2 1996'dan beri, Norveç'in CO2 salınımı vergisi. Mineral sekestrasyonu yapabileceğimiz yeraltı depolama miktarı, CO2 için ihtiyaç duyacağımızdan çok daha fazla. Soru, ne kadarının kanıtlanmış rezerv haline getirilebileceğidir.

.Doğrudan hava yakalamayı da kullanabiliriz. karbon döngüsünü kapatmak için – yani CO2 daha fazla üretmekten kaçınmak için yeniden kullanılır, yakalanır ve yeniden kullanılır. Şu anda insanlar enerji elde etmek için fosil yakıtlardan karbon kullanıyorlar. CO2'yi karbon içermeyen sentetik yakıtlara (benzin, dizel veya kerosen) dönüştürebilirsiniz. yeşil hidrojen yenilenebilir enerji ile yaratılmıştır. Bu yakıt mevcut boru hatlarından kolayca nakledilebilir ve yıllarca saklanabilir, böylece geçen yaz Batı Teksas'ta güneş ışığı olarak toplanan enerjiyi kullanarak bir kış gecesinde Boston'da ısı ve elektrik üretebilirsiniz. Bir depo dolusu "synfuel" çok maliyetli değildir ve bir pilden daha uygun maliyetlidir.

Enerji Bakanlığı, karbondioksit giderme maliyetlerini ton başına 100 ABD Dolarına düşürmek ve on yıl içinde hızla büyütmek için yeni bir hedef belirledi. Bunu gerçeğe dönüştürmek için ne olması gerekiyor?

DOE beni korkutuyor çünkü teknolojinin zaten hazır olduğunu gösteriyorlar. 30 yıldır teknolojiyi ihmal ettikten sonra, bunu nasıl yapacağını bilen şirketler olduğunu ve bizim yapmamız gereken tek şey onu ilerletmek olduğunu söyleyemeyiz. Bunun yeni bir teknoloji olduğunu varsaymalıyız.

Climeworks, ticari olarak doğrudan yakalama yapan en büyük şirkettir ve CO2 satmaktadır. ton başına yaklaşık 500 ila 1,000 $. Bu çok pahalı. Öte yandan, ton başına 50 dolardan dünya bunu yapabilirdi. Bence oraya gidebiliriz.

ABD yılda yaklaşık 7 milyon ton CO2 tüketiyor tüccar CO2 – gazlı içeceklerin, yangın söndürücülerin, tahıl silolarının, patlama tehlikesi olan tahıl tozunu kontrol etmek için kullandığını düşünün. Ortalama fiyat 60-150 dolar. Yani 100 doların altında bir pazarınız var.

Gerçekten ihtiyacınız olan şey, CO2'nin ortadan kaldırılmasını talep ettiğimizi söyleyen bir düzenleyici çerçeve ve ardından piyasa bugün kilotonlarca CO2 yakalamaktan gigatonlarca CO2 yakalamaya geçecek.

Bu teknolojinin 10 yıl içinde nereye gittiğini görüyorsunuz?

Fosil yakıtları muhtemelen kademeli olarak terk eden, ancak tüm CO2'yi uzun vadede yakalama ve depolama yetkisine sahip bir dünya görüyorum.

Tavsiyemiz, karbonun topraktan çıktığı zaman eşit bir uzaklaştırma ile eşleştirilmesi gerektiğidir. Kömür, petrol veya gazla ilişkili 1 ton karbon üretiyorsanız, 1 tonunu da çöpe atmanız gerekir. Aynı ton olmak zorunda değil, ama bir tane olmalı. haciz belgesi Bu, rafa kaldırıldığını ve 100 yıldan fazla sürmesi gerektiğini garanti ediyor. Tüm karbon, yerden çıktığı andan itibaren sertifikalandırılmışsa, sistemi aldatmak daha zordur.

Büyük bir bilinmeyen, endüstrinin ve toplumun karbon nötr olmaya ne kadar zorlanacağıdır. gibi şirketleri görmek cesaret vericidir. Microsoft ve Stripe, karbon kredisi satın alıyor ve CO2'yi çıkarmak için sertifikalar ve oldukça yüksek fiyatlar ödemeye istekli.

Yeni teknolojinin nüfuz etmesi on veya yirmi yıl alabilir, ancak ekonomik çekim varsa, işler hızlı gidebilir. İlk ticari jet 1951'de piyasaya sürüldü. 1965'te her yerdeydiler.Konuşma

Yazar hakkında

Mühendislik Profesörü ve Negatif Karbon Emisyonları Merkezi Direktörü Klaus Lackner, Arizona Devlet Üniversitesi

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

kırılma

İlgili Kitaplar:

Seçtiğimiz Gelecek: İklim Krizinden Kurtulmak

Christiana Figueres ve Tom Rivett-Carnac tarafından

İklim değişikliğine ilişkin Paris Anlaşması'nda önemli roller oynayan yazarlar, bireysel ve toplu eylem de dahil olmak üzere iklim krizini ele almak için içgörüler ve stratejiler sunuyor.

Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın

Yaşanmaz Dünya: Isındıktan Sonra Yaşam

David Wallace-Wells tarafından

Bu kitap, kitlesel yok oluş, yiyecek ve su kıtlığı ve siyasi istikrarsızlık dahil olmak üzere kontrolsüz iklim değişikliğinin potansiyel sonuçlarını araştırıyor.

Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın

Gelecek Bakanlığı: Bir Roman

kaydeden Kim Stanley Robinson

Bu roman, iklim değişikliğinin etkileriyle boğuşan yakın bir gelecek hayal ediyor ve toplumun krizle başa çıkmak için nasıl dönüşebileceğine dair bir vizyon sunuyor.

Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın

Beyaz Bir Gökyüzünün Altında: Geleceğin Doğası

Elizabeth Kolbert tarafından

Yazar, iklim değişikliği de dahil olmak üzere doğal dünya üzerindeki insan etkisini ve çevresel zorluklara yönelik teknolojik çözümlerin potansiyelini araştırıyor.

Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın

Düşüş: Küresel Isınmayı Tersine Çevirmek İçin Önerilen En Kapsamlı Plan

Paul Hawken tarafından düzenlendi

Bu kitap, enerji, tarım ve ulaşım gibi bir dizi sektörden çözümler de dahil olmak üzere, iklim değişikliğini ele almak için kapsamlı bir plan sunuyor.

Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın