Różne

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla zbliżają się do tabel

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla zbliżają się do tabel

A co by było, gdybyśmy mogli cofnąć czas zmian klimatycznych, po prostu wychwytując wszystkie nadmiarowe gazy cieplarniane, które wyemitowaliśmy od czasu rewolucji przemysłowej? Może się to wydawać zbyt piękne, aby mogło być prawdziwe, ale ta technologia już istnieje. Nazywa się wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS) - lub wychwytywanie i sekwestracja dwutlenku węgla - i jest rozwijane od lat 90.

POWIĄZANE: METODA WYCHWYTANIA WĘGLA POTRZEBUJE INSPIRACJĘ OD SPRZĘTU AKWALUNGU, ABY ZMYWAĆ CO2 Z ELEKTROWNI

Na przestrzeni lat naukowcy odkryli różne sposoby wychwytywania i magazynowania CO2 w ziemi, pod powierzchnią morza, a nawet wykorzystując go jako wkład w różne procesy przemysłowe. Jednak pomimo dziesięcioleci badań i rozwoju (B + R), CCS jest nadal zbyt kosztowne, aby można go było stosować na dużą skalę w przemyśle.

Po części problem polegał na tym, że do niedawna ani rządy, ani firmy prywatne nie były chętne do inwestowania tak wygórowanych kwot, jakie są potrzebne, aby rozwinąć technologię do punktu, w którym stanie się to komercyjnie wykonalne.

Ponadto wdrożenie CCS na dużą skalę wymaga budowy infrastruktury do wychwytywania, transportu i magazynowania gazów cieplarnianych; musiałaby być podobna pod względem skali do istniejącej infrastruktury naftowo-gazowej, której budowa trwała dziesiątki lat i była kosztowna w budowie. Innymi słowy, wymagana inwestycja jest ogromna.

Nie oznacza to, że CCS nie zajmuje się podstawową przyczyną zmian klimatycznych, którą jest to, że produkujemy i konsumujemy zbyt dużo oraz nadmiernie przekraczamy granice naszej planety. Krótko mówiąc, CCS to rozwiązanie typu „koniec rury”, którego ekolodzy nie znoszą i którego nie lubią wszyscy inni, ponieważ jest kosztowne, a jego zastosowanie oznacza, że ​​nie udało nam się złagodzić zmiany klimatu środkami zapobiegawczymi.

W końcu przyszłość?

Jednak kilka ostatnich wydarzeń wskazuje na fakt, że CCS może mimo wszystko mieć przyszłość w działaniach na rzecz łagodzenia zmiany klimatu. Rok temu, w październiku 2018 r., Międzyrządowy Zespół ds.Zmian Klimatu (IPCC) - działający w ramach ONZ, jest najbardziej autorytatywnym organem naukowym zajmującym się zmianami klimatu na świecie - opublikował przełomowy raport, w którym stwierdził, że CCS musi być część rozwiązania polegającego na uniknięciu katastrofalnych poziomów zmian klimatu (ocieplenie o 2 ° C lub więcej). IPCC stwierdził, że do 2100 r. Świat musiałby przynajmniej usunąć 3,3 miliarda ton CO2 rocznie z atmosfery przy użyciu CCS.

Po raporcie pojawiły się zachęcające zachęty polityczne. W listopadzie 2018 r.Komisja Europejska opublikowała plan działania na rzecz neutralności węglowej do 2050 r., Który obejmuje CCS wraz z sześcioma innymi etapami. Zgodnie z tą strategią CCS ma „kompensować pozostałe [po wyczerpaniu środków zapobiegawczych] emisje gazów cieplarnianych w naszej gospodarce i generować ujemne emisje”.

Po drugiej stronie Atlantyku Kongres USA w 2018 roku zwiększył zarówno finansowanie badań i rozwoju dla CCS, jak i zachęty podatkowe do wychwytywania i wykorzystywania CO2, zgodnie z raportem Kongresu z sierpnia 2018 roku.

Zorza polarna

Co ważniejsze, giganci przemysłowi zaczęli poważnie wspierać CCS. Pomimo faktu, że technologia jest już dojrzała, tylko 18 projektów CCS działało w grudniu 2018 r. Jednak w styczniu 2019 r. Licencję na prowadzenie otrzymał obiecujący nowy projekt o nazwie Northern Lights. Ambitna inicjatywa, zlokalizowana u zachodnich wybrzeży Norwegii, ma na celu zbudowanie ogólnodostępnej infrastruktury transportowej i składowania CO2.

Projekt, obsługiwany przez norweskiego Equinor (dawniej Statoil), obejmuje również główne firmy naftowe Shell i Total. Od września 2019 r. Ma w nim udział siedmiu innych gigantów przemysłowych z różnych branż, którzy zobowiązali się do tworzenia łańcuchów wartości w CCS w swoich sektorach.

Po ukończeniu Northern Lights będzie największym tego typu projektem na świecie, który będzie można uchwycić pięć milionów ton CO2 rocznie. Jest to ekwiwalent gazów cieplarnianych emitowanych przez pięć milionów samochodów osobowych rocznie lub przez sześć średniej wielkości elektrowni węglowych.

Northern LIghts będzie działać w następujący sposób. CO2 wychwycony z różnych źródeł zostanie przetransportowany statkiem do norweskiego portu Bergen, gdzie będzie przechowywany w zbiornikach ciśnieniowych. Gaz będzie następnie pompowany z brzegu rurociągiem do jednego lub kilku odwiertów zatłaczających.

Proces ten nie będzie wymagał platformy offshore, ponieważ odwierty będą sterowane z wykorzystaniem istniejącej morskiej infrastruktury naftowo-gazowej. Projekt i zarządzanie tymi obiektami będzie dość podobne do tych wymaganych dla gazu płynnego (LPG) bez zagrożenia pożarowego związanego z tym ostatnim, według Equinor.

Dlaczego tak drogie?

Firmy naftowe i gazowe od dziesięcioleci wprowadzają naturalnie występujący CO2 do odwiertów naftowych w celu zwiększenia współczynnika odzysku energii w swoich odwiertach. Jednak wychwytywanie przemysłowych emisji CO2 jest znacznie bardziej skomplikowane i kosztowne.

CCS można przeprowadzić w praktycznie każdym typie obiektu, który emituje CO2, ale jest on szczególnie przydatny w branżach silnie zanieczyszczających, takich jak energetyka, cement, chemia i petrochemia.

Niezależnie od przypadku zastosowania, technologia obejmuje trzy główne etapy: (1) wychwytywanie CO2, następnie (2) jego kompresję i oczyszczanie, a następnie (3) wtryskiwanie do różnych typów formacji skalnych.

Pierwszy krok - wychwytywanie CO2 - wiąże się z wysokimi kosztami technologii. Dzieje się tak, ponieważ CCS wymaga dodania kilku etapów do spalania przemysłowego w celu usunięcia CO2 z gazów spalinowych.

Na przykład w przypadku elektrowni węglowych koszt wychwytywania CO2 może sięgać nawet 109 USD za tonę, co szacuje się, że spowoduje wzrost ceny wytwarzanej energii elektrycznej nawet o 80%.

A co z negatywnymi emisjami?

Chociaż CCS jest interesujący sam w sobie, niektóre z jego aplikacji wyróżniają się jeszcze bardziej ze względu na to, jak wpływowe mogłyby być, gdyby zostały wdrożone na dużą skalę. Jednym z takich zastosowań są uprawy bioenergetyczne z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla (BECCS), które polega na przekształcaniu biomasy w energię wraz z wychwytywaniem i trwałym składowaniem powstałych emisji CO2.

Można to osiągnąć na dwa główne sposoby. Pierwsza to bezpośrednie spalanie biomasy i wychwytywanie wynikającej z tego emisji CO2. Drugi - powszechnie stosowany obecnie - sposób polega na fermentacji biomasy, w wyniku której powstaje bioetanol. W tym drugim przypadku emisje CO2 nie muszą być wychwytywane, ale mogą być bezpośrednio sprężane.

BECCS obiecuje nie tylko zmniejszyć naszą zależność od węglowodorów, oferując paliwo alternatywne do wytwarzania energii elektrycznej, ale także usuwać CO2 z atmosfery w tym procesie, pomagając w ten sposób złagodzić zmiany klimatyczne. To powiedziawszy, technologia nie jest pozbawiona krytyków, którzy zwrócili uwagę, że wykorzystywanie ziemi do sadzenia roślin na potrzeby BECCS będzie wywierać dalszą presję na różnorodność biologiczną i wyprze uprawy żywności niezbędne do wyżywienia rosnącej światowej populacji.

Ostatecznie najskuteczniejszym (i najtańszym) sposobem sekwestracji CO2 jest sadzenie lasów i unikanie nadmiernej emisji CO2. Chociaż niektórzy giganci przemysłowi chcieliby, abyśmy wierzyli, że „przemysł może robić to, co rośliny” (tj. Wychwytywać CO2), rzeczywistość jest taka, że ​​jako społeczeństwo będziemy musieli zapłacić ogromną cenę, aby tak się stało. A powodem, dla którego potrzebujemy przemysłu, aby robił to, co robią przede wszystkim rośliny, jest to, że nie byliśmy w stanie ograniczyć naszych emisji gazów cieplarnianych, kiedy powinniśmy to zrobić.


Obejrzyj wideo: Sekwestracja dwutlenku węgla film animowany BIGCCS International CCS Research Centre (Styczeń 2022).