Разни

Улавяне на CO2 за смекчаване на последиците от изменението на климата

Улавяне на CO2 за смекчаване на последиците от изменението на климата

Улавянето и съхранението на въглероден диоксид (CO2), наричано още секвестиране, е процес, който се състои в отделяне на съединението от промишлени и енергийни източници, транспортирането му до място, където ще се съхранява, и изолирането му в дългосрочен план. Въглеродът може да бъде уловен преди изгаряне или след изгаряне.

Улавянето на въглерод като начин за смекчаване на последиците от глобалното затопляне все още е технология с много въпроси без отговор, за да бъде жизнеспособна от икономическа гледна точка като екологична.

През последните години знанията за последиците от изменението на климата, породени от човешки дейности, бързо нараснаха. Тези знания стимулираха изследванията на възможностите за смекчаване на вероятното въздействие на въглеродните емисии върху околната среда.

СВЪРЗАНИ: УЧЕНИТЕ ВЯРВАТ, ЧЕ ЩЕ НУЖДАМЕ ТЕХНОЛОГИЯ ЗА ЗАЛОЖЕНИЕ НА ВЪГЛЕРОДА ДО 2030 ГОДИНА

Улавянето и съхранението на въглероден диоксид са представени като една от опциите в списъка с действия за намаляване или стабилизиране на увеличаването на атмосферните концентрации на парникови газове. Други възможности включват намаляване на растежа, подобрения в енергийната ефективност, преминаване към горива с по-малко въглероден интензив, използване на възобновяеми енергийни източници и намаляване на емисиите на други парникови газове, наред с други.

Пример за тази научноизследователска и събирателна дейност беше осмата сесия на работна група III на Междуправителствената група за изменение на климата (IPCC), която се проведе в Монреал през септември 2005 г. Тази работна група, като част от IPCC, отговаря за оценка на наличната информация относно изменението на климата.

Дейностите му са фокусирани върху научните, техническите, екологичните и икономическите и социалните аспекти на смекчаването на изменението на климата.

Улавянето на въглерод идва със справедливия дял от проблемите

Тази статия се опитва да изследва някои от проблемите, свързани с улавянето и съхранението на CO2. Противно на това, което индустрията очаква, особено въгледобивната индустрия, наличността на технология за улавяне на въглерод не може да се използва като оправдание за продължаване на изгарянето на изкопаеми горива.

Недостатъците на технологията включват невъзможността да се модернизират по-старите инсталации, за да се позволи улавяне преди изгаряне, което е много по-ефективно от улавянето след изгаряне; възможността за течове от складовите помещения; високите енергийни разходи на процеса; и високите разходи за използване на съществуващите процеси за улавяне на въглерод.

Въпреки тези недостатъци, улавянето и съхранението на CO2 все още се предлага като опция с потенциал да помогне за намаляване на общото количество емисии на парникови газове. Очаква се осъществимостта на използването му да зависи от техническата зрелост, разходите, общия потенциал, разпространението и трансфера на технологии в развиващите се страни, правните аспекти, както и условията на околната среда.

Използването му също може да зависи значително от общественото мнение и желанието на хората да плащат повече за своята енергия.

Все още обаче далеч не е най-доброто решение на климатичните проблеми. Един от въпросите за улавянето на въглерод е с плановете за съхранение на CO2 под океана. Някои експерти смятат, че възстановеният CO2 може да бъде изхвърлен директно в океана, на дълбочини по-големи от 11 482 фута (3500 метра). Теорията е, че CO2 ще се компресира и ще падне на дъното на океана. Съхранението на въглерод в океана обаче е до голяма степен непроверено и е трудно да се тества, без да се рискува безопасността на морския живот.

Друг вариант за съхранение, наречен геоложка секвестрация, инжектира CO2 в подземни скални образувания под повърхността на Земята. Тези естествени резервоари имат надслонени скали, които образуват уплътнение, задържайки съдържащия се газ. Изследователите също така са установили, че когато CO2 се инжектира в базалт, той в крайна сметка се превръща във варовик, като по същество превръща CO2 в скала.

Резервоарите за нефт и газ вече се използват за съхранение на CO2, тъй като се състоят от слоеве от порести скални образувания, които вече са задържали петрол и газ. Въпреки това, въглеродът, изолиран в резервоарите, особено в неизползваните въглищни мини, може да се отдели през пукнатини и след това да влезе отново в атмосферата.

Техниките за улавяне на въглерод всъщност се използват от дълго време като страничен продукт от индустриалните процеси и за подобряване на оползотворяването на нефт и газ.

При улавяне на въглерод след изгаряне CO2 се улавя след изгарянето на изкопаемите горива. При изгарянето на горива се получават газове, включително CO2, водни пари, серни диоксиди и азотни оксиди. CO2 се отделя и улавя от тези газове. Този процес вече се използва за отстраняване на CO2 от природния газ и може да се извърши чрез преоборудване на по-стари електроцентрали, като се използва филтър за улавяне на газовете.

Този процес вече се използва за отстраняване на CO2 от природния газ и може да се извърши чрез преоборудване на по-стари електроцентрали, като се използват мембранни филтри за улавяне на газовете. Тези филтри действат като разтворител, който абсорбира въглеродния диоксид от газовете.

След това филтърът се нагрява, за да се отделят водни пари от сместа, оставяйки след себе си CO2. Улавянето след изгаряне може да предотврати до 80 до 90 процента на въглеродните емисии на електроцентрала, но е много енергоемък процес, изискващ до 40 процента от общата енергия на централите.

При улавянето на въглерод преди изгаряне CO2 се улавя преди изгарянето на изкопаемите горива. Първо горивото се загрява в присъствието на чист кислород, за да се образува синтетичен газ, известен също като синтетичен газ, който е смес от водород, въглероден окис, CO2 и по-малки количества метан.

След това тази смес преминава през процес на каталитично преобразуване, като се използва реакция вода-газ, за ​​да се получи газ, състоящ се от водород и въглероден диоксид.

За отстраняване на CO2 от газа обикновено се използва химичен разтворител, наречен амин. Аминовият разтвор се свързва с CO2, което прави сместа по-тежка, като в същото време води до издигане на водорода нагоре по контейнера.

Процесът на разделяне оставя сместа амин-CO2 на дъното, докато водородният газ се събира от горната част на контейнера и се използва като гориво за изгаряне.

Тази смес от разтворител-CO2 се нагрява допълнително, което води до повишаване на CO2 и се събира за компресия и секвестиране. Аминният разтвор, тъй като е по-тежък, се събира отдолу за повторна употреба.

Този процес улавя много по-висока концентрация на CO2, отколкото след изгаряне и е по-нисък на разходите, но не може да се използва с по-стари електроцентрали.

Скъпо секвестиране

Използвайки сегашната технология, разходите за секвестиране се изчисляват някъде между тях 100 и 300 долара на тон въглеродни емисии, които се избягват. В допълнение към това, според изчисленията, улавянето на CO2 представлява само три четвърти от общите разходи за секвестиране.

Разходите за съхранение, транспорт и мониторинг трябва да се добавят към общите разходи. В допълнение, добавянето на съществуващите технологии за улавяне на CO2 в процеса на производство на електроенергия може да означава увеличаване на разходите за електроенергия между тях 2,5 и 4 цента на kWh, в зависимост от вида на процеса.

Трябва да имаме предвид, че текущите разходи за производство на електроенергия за нова газова централа с комбиниран цикъл обикновено са между 3 и 5 цента на kWh, докато варира между 4 и 5 цента за по-модерна, свръхкритична централа за въглища.

Развитие в технологиите за улавяне на въглерод

Тестват се и други видове технологии за улавяне на въглерод. Например, стартираща компания в Хънтсвил, Алабама използва гигантски вентилатори, кацнали на транспортни контейнери, за да изтегля въздух над филтри, които улавят въглеродния диоксид от външния въздух.

В първоначалните изпитания феновете грабнаха грубо 4000 тона на въглероден диоксид всяка година, приблизително същата като тази, излъчена от 870 превозни средства. Проектът се ръководи от Global Thermostat, който е стартъп, специализиран в директно улавяне на въздуха.

Ако се увеличи и комбинира с ефективно съхранение на въглерод, директното улавяне на въздуха може да помогне за намаляване на най-лошите последици от изменението на климата. Директното улавяне на въздуха се разработва и от други компании, като базираната в Британска Колумбия Carbon Engineering.

Някои изследователи на климата обаче разкритикуваха прякото улавяне на въздуха с аргумента, че тепърва предстои да се докаже, че работи в мащаб и че отвлича вниманието от реалното решение за ограничаване на растежа - давайки на компаниите и държавите извинение да избягват директно намаляване на емисиите. Други изтъкват, че все пак ще е необходим някакъв вид технология за улавяне на въглерод, дори ако правим всичко останало възможно за намаляване и улавяне на емисиите.

Швейцарска компания Climeworks е възприела различен подход, като е разработила начини за използване на уловения и компресиран CO2 като тор за отглеждане на култури в оранжерии.

Компанията би искала да заснеме 1 процент на глобалните годишни емисии на въглероден диоксид до 2025 г.

Статистиката показва, че през 2019 г. е регистрирано, че концентрацията на CO2 в атмосферата е 415 части на милион. Това е най-високото, което някога е било, което е свидетелство за спешността на подобно развитие.

Заключителни думи

Изменението на климата е проблем, който с всеки ден става все по-голям. Въпреки това улавянето и съхранението на въглерод може да бъде обещаващ начин да се помогне за смекчаване на някои от тези проблеми в дългосрочен план, заедно с други системни промени.


Гледай видеото: Кліматичні зміни прискорюються (Януари 2022).