https://bodybydarwin.com
Slider Image

Süsiniku kogumine võiks globaalset soojenemist kontrolli all hoida - siin on kirjas, kuidas see toimib

2020

Ainuüksi 11-aastase tähtajaga heitkoguste dramaatiliseks vähendamiseks ja kliimamuutuste halvimate mõjude ärahoidmiseks pakuvad ametnikud suuri eesmärke. California, Hawaii ja New Mexico eesmärk on kõik üle minna süsinikuvabale energiale aastaks 2045. Nevada soovib seda saavutada aastal 2050. Föderaalsel tasandil jätkuvad rohelisest kokkuleppest jutud Ameerika energia täielikult taastuvatele energiaallikatele üleminekuks vaid kümne aasta pärast. kongressil.

Paljud neis plaanides kavandatud tegevused on tuttavad: tuule- ja päikeseenergia suurendamine, ühistranspordi ehitamine ja loodusmaastike taastamine puude, taimede ja mulla süsiniku talletamiseks. Kuid siis räägitakse süsiniku kogumisest ja säilitamisest ehk CCS-st, amorfsest, futuristlikult kõlavast tehnoloogiast. Mõne kliimaeksperdi arvates on põhimõtteliselt võimatu saavutada selliseid vahendeid nagu soojenemise hoidmine alla 1, 5ºC ilma selle tööriistata. Aga mis see täpselt on?

Põhiidee on lihtne. Selle asemel, et lubada elektri- või tsemenditehastel või muudel rasketel tööstustel õhku paisata süsinikdioksiidi tekitavaid heitmeid, ekstraheerib CCS selle süsiniku enne selle eraldumist ja hoiab selle maa sees. Kuid nende tehnoloogiate töölerakendamine on pisut keerulisem.

Põlemisele eelnev süsiniku kogumine eraldab süsiniku fossiilsetest kütustest enne nende põletamist, võimaldades puhtamat energiatootmist. Maagaasiga eraldab keemiline reaktsioon süsiniku metaanimolekulist, tekitades puhtalt põleva vesinikgaasi. Kivisöe abil peate selle kõigepealt muundama gaasiks, mida nimetatakse süngaasiks, ja seejärel saate süsiniku välja filtreerida.

Põlemisjärgse CCS-ga taimed põletavad fossiilseid kütuseid nagu tavaliselt, kuid lisavad seejärel täiendava sammu, mis eraldab CO2 enne atmosfääri viimist. Selle täiendava sammu täitmiseks on erinevaid viise. Kõige tavalisem on heitgaasi juhtimine amiinide vesilahuste kaudu - vedelad kemikaalid, mis seovad süsinikku. Hiljem saavad taimeoperaatorid neid amiine kuumutada, vabastades CO2, mille nad seejärel survestavad ja torujuhtmeid eemaldavad.

Pärastpõletamise eeliseks on selle kohandatavus, ütles Niall Mac Dowell, Londoni Imperiali kolledži puhaste fossiilide ja bioenergia uurimisrühm. „Saame võtta kasutusele kõik paigaldised, mis meil kogu maailmas on, ja lisada CCS neile praegusel kujul. Kuid järelpõlemine võib olla kulukas, kuna heitgaasis sisalduv süsinik on lahjendatud, nii et see on raske et see muudest põlemisproduktidest välja filtreerida. Oksikombineerimine püüab seda probleemi lahendada. Protsess eraldab lämmastiku õhust enne põlemist, seega on tegemist vaid kütuse ja hapniku põletamisega. See kontsentreerib saadud CO2, muutes selle eraldamise hõlpsamaks.

Kaaluda on ka palju uusi süsiniku kogumise tehnoloogiaid. Stanfordi ülikooli Precourti energeetikainstituudi kaasdirektori Sally Bensoni sõnul nimetatakse ühte põnevamaks Allami tsükliks. Põhimõtteliselt taaskasutab see põlemisel tekkinud süsinikdioksiidi kõrgsurvevedelikuks, mis võib turbiini käitada, muutes jäätmesaaduse energiaks. Praegu on see kasutuses Texase väikeses demonstratsioonielektrijaamas, mis loodetavasti suudab kuumal suvepäeval peagi 5000 kodu toita. Tehast haldava ettevõtte NetPower hinnangul võiksid tulevased kommertsmajanduslikud jaamad müüa energiat 20 dollari eest megavatt-tunni kohta, võttes arvesse praegu saadaolevaid maksukrediite; nüüd maksavad ameeriklased keskmiselt 130 dollarit megavatt-tunni kohta. "Benson ütleb, et retsirkuleerite palju süsinikdioksiidi ja võtate alles siis väikese koguse süsinikdioksiidi." Ja selle tulemuseks on väga kõrge kasutegur ning see on täiesti nullheitega elektrijaam. "

Viimane samm on kasvuhoonegaaside ladustamine. Ühel või teisel viisil tuleb süsinik survestada ja ladustamiseks ära viia. Üks paljulubav ladustamisvõimalus on sügavad maa-alused soolaveehoidlad, soolase veega küllastunud poorse kivimi alad. Need kohad võivad hoida CO2 lõksus kivimite poorides. Pannes kaevandatud kivisöe, õli, maagaasi süsiniku tagasi maasse, on see fossiilkütuse kaevandamine tagurpidi.

Kuid tegelikult juba atmosfääri paisatud süsiniku kaevandamine on teine ​​lugu. See on teoreetiliselt võimalik, kuid see protsess ei korralda süsiniku kogumist reaalses maailmas. Ühes 2018. aasta uuringus leiti, et kavandatud otsene õhukogumissüsteem võib eemaldada õhku süsinikdioksiidi ja ringlusse võtta selle kütuseks, mille hind jääb vahemikku 94–232 dollarit tonni, kuid see on tõenäoliselt kallim kui lihtsalt selle tonni süsiniku heitkoguste vältimine taastuvenergia abil. CO2 on atmosfääris hapniku ja lämmastikuga võrreldes suhteliselt hajus, seetõttu on selle õhust otse välja tõmbamine energiamahukas.

Praegu on kogu maailmas 18 süsinikdioksiidi kogumise ja säilitamise projekti ning kokku hoiustavad nad 31, 5 miljonit tonni süsinikdioksiidi aastas, ütles Benson. Kuid see pole palju võrreldes 37, 1 miljardi tonniga, mille heitkogused eelmisel aastal saadi.

Ameerika Ühendriikide tööstusettevõtted koguvad igal aastal 65 miljonit tonni CO2. Kuid 60 tonni neist kasutatakse "tõhustatud nafta taaskasutamiseks, mis on vastuolus eesmärgiga. Süsinikdioksiid on suurepärane lahusti, mis võimaldab ettevõtetel kraapida maa-alustest basseinidest viimased nafta ja gaasi tükid tõhusalt ära. Ehkki Kui ringlussevõtt toimub kõige vähem, kasutatakse enamikku süsinikdioksiidist fossiilkütuste kaevandamise jätkamiseks.

See ei tähenda, et me ei saaks suunda muuta ja alaliselt hoitava koguse ulatuslikku suurendamist suurendada. „Põhilised tehnoloogiaga seotud elemendid [süsiniku kogumine] on üliküpsed, neid on juba pikka aega kasutatud, “ ütleb Mac Dowell. "Probleem on selles, et praeguses olukorras pole selle süsinikdioksiidi eraldamiseks reaalset nõuet ega julgustust."

Süsinikdioksiidi sidumise ja ladustamise seadmete paigaldamine ja hooldamine on kallis, seetõttu on fossiilkütuseid tootvatel ettevõtetel praegu vähe stiimuleid seda kasutada. See on palju odavam, kui lihtsalt jätkata asjaajamist nagu tavaliselt. Poliitikud võiksid fossiilkütuste tööstusele maksude, stiimulite või määruste näol kära anda. Ettevõtte süsinikdioksiidi kogumiseks on vaja maksta saastekulud või tuleb teenida raha, et CCSi tegemiseks oleks põhjust. Tegelikult hõlmab föderaalse eelarve läbivaatamine eelmisel aastal maksusoodustusi süsiniku ladustamiseks meetmes, mida nimetatakse 45Q. Benson väidab, et ettevõtted, mis juhivad süsinikdioksiidi soolasesse põhjaveekihti, võivad saada kuni 50 dollarit tonni süsiniku kohta. "Ootame, et nüüd, kui see maksusoodustus on olemas, näeme neid projekte palju rohkem."

Süsiniku kogumise aeglane kasutuselevõtt võib tunduda halb märk. Paljud tehnoloogiad on olnud kasutusel juba aastakümneid, kuid neid kasutatakse vaevalt, mida mõned eksperdid näevad signaalina, et need ei ole kulutasuv viis heite vähendamiseks. Samal ajal väidavad keskkonnakaitsjad, et süsiniku kogumine paneb fossiilkütuste kaevandamise kahjustava keskkonnakahjustuse peamiselt bandaadi külge - miks mitte selle asemel liikuda energiasüsteemi poole, mis väldib fossiilkütuseid, kuna on tõendeid, et taastuvenergia võib suureneda ja moodustada suurema osa meie energiat taskukohase hinnaga?

„Suurim võimalus [CCS-i jaoks] on aidata heitkoguste raske kõrvaldamisega toime tulla, “ ütleb Benson. Tsemendi-, väetise- ja muud tööstused sõltuvad suuresti fossiilkütuse energiast ja nende protsesside elektrifitseerimiseks pole praegu ühtegi lihtsat viisi. Sama raskeveokite puhul, sest suurte platvormide jaoks akude laadimine võtab palju aega. Bensoni sõnul võiksime selle asemel veokeid tankida maagaasist eraldatud vesinikuga.

Mõne eksperdi arvates on peaaegu võimatu oma majandust kiiresti süsinikdioksiidivabaks muuta ilma süsiniku kogumiseta, osutades integreeritud hindamismudelitele, mida IPCC kasutab erinevate energiaallikate segude stsenaariumide hindamiseks ja heitkoguste eesmärgi saavutamise tõenäosusele. Nende analüüside kohaselt "näitavad tõendid, et süsinikdioksiidi kogumise ja säilitamise võimaluse eemaldamine on ainuüksi kulukas, " ütleb Mac Dowell. "Tõenäoliselt ei saa me [heite] eesmärke täita, kui meil pole CCS-tehnoloogiat."

Kuid teised väidavad, et need mudelid karistavad taastuvaid energiaallikaid ebaõiglaselt, leides, et need on tegelikult kallimad ja raskemini rakendatavad. Nagu väitis üks hiljutine loodusenergia uuring, võib hindamismudelitel olla oma nihkeid, mis takistavad neil kaaluda praegusest radikaalselt kalduvate energiaportfelli segude kaalumist, toetades kaudselt süsinikdioksiidi kogumist ja säilitamist kui praeguse süsteemi laiendamist koos lisakuludega. "

Samas uuringus võrreldi süsiniku kogumise energiajaamade käitamiseks vajalikku energiat taastuvenergiaga. Ta leidis, et kogu tehase eluea jooksul saadakse taastuvenergiasse investeeritud energialt suuremat tulu kui süsinikdioksiidi kogumisjaamades. Sama energiakoguse eest, mida panite, saate rohkem tuult ja päikest kui CCS-iga fossiilkütuseid tootvates elektrijaamades. „Arvestades selle netoenergia puudusi, peame CCSi arendamist elektrienergia jaoks nišši ja energiasüsteemi täiendavaks panustajaks, mitte aga kriitiliseks tehnoloogiavõimaluseks, ” järeldab uuring.

Sellegipoolest on nii IPCC mudelid kui ka loodusenergia uuring laiaulatuslikud ja laiaulatuslikud hinnangud. Ideaalne energialiik, mida konkreetses kohas süsinikuheite kiireks vähendamiseks tuleb, võib varieeruda paljudest teguritest, sealhulgas päikese ja tuule kättesaadavusest taastuvenergia jaoks. Seetõttu võiks hea tee olla kaasav, lai "puhta energia standard", ütles Benson. Praegu on tema sõnul paljudes poliitikates rõhutatud "taastuvate energiaallikate" sõnastust, kuid pöördeline "puhta energia" juurde võib lisada veel olulise paindlikkus. "Siis, kus taastuvenergia on parim valik, teete taastuvaid energiaallikaid, kuid kus CCSil oleks mõtet, võiksite seda teha, ütleb Benson. "[Erinevad alad] konkureeriksid kõik selle nimel, mis on kõige odavam ja kiireim viis süsinikuvabaks muutmiseks."

Kool on alustamas - pöörduge nende 17 raamatuga tagasi STEM-i

Kool on alustamas - pöörduge nende 17 raamatuga tagasi STEM-i

Rasedad inimesed saavad palju leina ebatervislike harjumuste pärast, mida me kõik jagame

Rasedad inimesed saavad palju leina ebatervislike harjumuste pärast, mida me kõik jagame

15 praktilist kingitust fotograafisõpradele

15 praktilist kingitust fotograafisõpradele