Mis oleks, kui oleks võimalik lihtsalt kõik kahjulikud saasteained õhust välja imeda, et need ei oleks nii häirivad? Mis oleks, kui oleks võimalik muuta need atmosfääri saasteained tagasi fossiilkütusteks või võib-olla ökoloogiliselt sõbralikeks biokütusteks? Miks saaksime siis muretseda sudu, hingamisteede haiguste ja nende gaaside kõrge kontsentratsiooni tagajärgede pärast planeedil palju vähem.
See on süsinikdioksiidi kogumise alus, suhteliselt uus kontseptsioon, kus süsinikdioksiidi kogutakse punktallikates - näiteks tehastes, maagaasijaamades, kütusejaamades, suuremates linnades või muudes kohtades, kus teadaolevalt leidub suuri süsinikdioksiidi kontsentratsioone. . Seda süsinikdioksiidi saab seejärel edaspidiseks kasutamiseks ladustada, biokütusteks muundada või lihtsalt Maale tagasi panna, nii et see ei satuks atmosfääri.
Kirjeldus:
Nagu paljud teised hiljutised arengud, on süsiniku kogumine osa uuest protseduuride komplektist, mida ühiselt tuntakse geoinseneri nime all. Nende protseduuride eesmärk on kliima muutmine, et neutraliseerida globaalse soojenemise mõju, seades tavaliselt tähelepanu ühele peamisele kasvuhoonegaasile. Tehnoloogia on juba mõnda aega eksisteerinud, kuid alles viimastel aastatel pakuti seda välja ka vahendina kliimamuutuste vastu võitlemiseks.
Praegu kasutatakse süsiniku kogumist kõige sagedamini taimedes, kus elektrienergia tootmiseks kasutatakse fossiilkütuseid. Seda protsessi viiakse läbi ühel kolmest põhiviisist - järelpõletamine, eelpõletamine ja hapnikukütuse põletamine. Järelpõletamine hõlmab süsinikdioksiidi eemaldamist pärast fossiilkütuse põletamist ja selle muundamist suitsugaasiks, mis koosneb CO2-st, veeaurust, vääveldioksiididest ja lämmastikoksiidist.
Kui gaasid liiguvad läbi suitsukonni või korstna, hõivatakse süsinikdioksiid CO2 filtriga, mis koosneb tegelikult lahustitest, mida kasutatakse CO2 ja veeauru absorbeerimiseks. See tehnika on efektiivne, kuna selliseid filtreid saab vanematele taimedele moderniseerida, vältides vajadust kuluka elektrijaama kapitaalremondi järele.
Eelised ja väljakutsed:
Nende protsesside tulemused on siiani olnud julgustavad - nende puhul on võimalus, et kuni 90% süsinikdioksiidist eraldatakse heitmetest (sõltuvalt tehase tüübist ja kasutatavast meetodist). Siiski on muresid, et mõned neist protsessidest suurendavad elektrijaamade üldisi kulusid ja energiatarbimist.
Vastavalt valitsustevahelise kliimamuutuste rühma (IPCC) 2005. aasta aruandele on lisakulud vahemikus 24–40% söeelektrijaamades, 11–22% maagaasijaamades ja 14–25% söepõhise gaasistamise kombineeritud tsükli korral süsteemid. Täiendav energiatarbimine loob ka rohkem heitkoguseid.
Kuigi CC toimingud on võimelised CO 2 drastiliselt vähendama, võivad nad õhku lisada muid saasteaineid. Liigiliste saasteainete kogused sõltuvad tehnoloogiast ja ulatuvad ammoniaagist ja lämmastikoksiididest (NO ja NO²) kuni vääveldioksiidide ja vääveldioksiidideni (SO, SO², SO3, S²O, S2O3 jne). Teadlased töötavad aga välja uusi tehnikaid, mis loodetavasti vähendavad nii kulusid kui ka tarbimist ega tekita täiendavaid saasteaineid.
Näited:
Heaks näiteks süsiniku kogumise protsessist on Texase söeküttel töötav elektrijaam Petro Nova projekt. Seda tehast hakkas 2014. aastal uuendama USA energeetikaosakond (DOE), et viia läbi suurim põlemisjärgne süsiniku kogumise operatsioon maailmas.
Koosnedes heitkoguseid püüdvatest filtritest ja infrastruktuurist, mis selle tagasi Maale paigutab, on DOE hinnangul selle operatsiooni abil võimalik hõivata 1,4 miljonit tonni CO2 mis varem oleks õhku lastud.
Eelpõletamise korral püütakse süsinikdioksiid lõksu enne fossiilse kütuse isegi põletamist. Selles kuumutatakse kivisütt, õli või maagaasi puhtas hapnikus, mille tulemuseks on vingugaasi ja vesiniku segu. Seejärel töödeldakse seda segu katalüüsmuunduris auruga, mis eraldab seejärel rohkem vesinikku ja süsinikdioksiidi.
Seejärel suunatakse need gaasid kolbidesse, kus neid töödeldakse amiiniga (mis seondub süsinikdioksiidiga, kuid mitte vesinikuga); segu kuumutatakse, põhjustades süsinikdioksiidi tõusu seal, kus seda saab koguda. Lõppprotsessis (hapniku-kütuse põletamine) põletatakse fossiilne kütus hapnikus, mille tulemuseks on auru ja CO 2 gaasisegu. Aur ja süsinikdioksiid eraldatakse gaasivoo jahutamise ja kokkusurumisega ning pärast eraldamist eemaldatakse süsinikdioksiid.
Muud süsinikdioksiidi kogumise püüdlused hõlmavad linnaehitiste ehitamist spetsiaalsete vahenditega, et eraldada õhust süsinikdioksiidi. Selle näideteks on Torre de Especialidades Mehhikos - haigla, mida ümbritseb Prosolve370e koosnev 2500 m² suurune fassaad. Berliinis asuva ettevõtte Elegant Embellishments disainitud erikujuline fassaad suudab õhku suunata läbi võre ja tugineb sudu välja filtreerides keemilistele protsessidele.
Hiina Phoenixi tornid - Hiinas Wuhanis (mis on ühtlasi maailma kõrgeim) kavandatud torniseeria projekt - peaks samuti olema varustatud süsiniku kogumise operatsiooniga. Osana disainerite visioonist luua muljetavaldavalt kõrge ja jätkusuutliku hoone loomine hõlmab konstruktsioonide väliskülgedel spetsiaalseid katteid, mis tõmbavad süsinikdioksiidi välja kohalikust linnaõhust.
Seejärel on idee kunstlike puude kohta, mille esitas Columbia ülikooli maa- ja keskkonnatehnika osakonna professor Klaus Lackner. Need koosnevad plastikust esikülgedest, mis on kaetud vaiguga, mis sisaldab naatriumkarbonaati - mis koos süsinikdioksiidiga loob naatriumvesinikkarbonaadi (ehk söögisooda) - need "puud" tarbivad süsinikdioksiidi samamoodi nagu tõelised puud.
Selle tehnoloogia kulutõhus versioon, mida kasutatakse allveelaevade ja kosmosesüstikute õhust CO 2 puhastamiseks, puhastatakse esipaneelid veega, mis koos naatriumvesinikkarbonaadiga annab lahenduse, mille saab hõlpsalt biokütuseks muuta.
Kõigil juhtudel taandub süsinikdioksiidi kogumise protsess kahjulike saasteainete õhust eemaldamise võimaluste leidmisele, et vähendada inimkonna jalajälge. Säilitamine ja taaskasutamine sisenevad võrrandisse ka lootuses anda teadlastele rohkem aega alternatiivsete energiaallikate väljatöötamiseks.
Oleme siin ajakirjas Space Magazine kirjutanud palju huvitavaid artikleid süsiniku kogumise kohta. Siin on Mis on süsinikdioksiid ?, Mis põhjustab õhusaastet ?, Mis juhtub, kui me põletame kõik ?, Globaalne soojenemine: kuidas süsinikdioksiid kogu maailmas voolab ja kui maailm vajab süsinikdioksiidi heitkoguseid peaaegu nullil.
Lisateavet selle kohta, kuidas süsiniku kogumine töötab, vaadake kindlasti seda videot süsiniku kogumise ja ladustamise organisatsiooni veebisaidilt:
Kui soovite rohkem teavet Maa kohta, lugege NASA Päikesesüsteemi uurimise juhendit Maa peal. Ja siin on link NASA Maa seirekeskusele.
Meil on ka astronoomiaosakonna episoode, mis käsitlevad planeeti Maa ja kliimamuutusi. Kuulake siin, osa Episood 51: Maa, jagu 308: Kliimamuutused.
Allikad:
- Vikipeedia - süsiniku kogumine ja säilitamine
- Süsiniku kogumise ladustamise ühing - mis on CCS?
- Rohelised faktid - süsinikdioksiidi kogumine ja säilitamine
- Globaalne CCS Instituut - Mis on CCS?
