Što ako je moguće usisati sve štetne onečišćujuće tvari iz zraka kako ne bi bili takva smetnja? Što ako je također moguće pretvoriti ove zagađivače u atmosferu u fosilna goriva ili eventualno ekološki prihvatljiva bio goriva? Zašto bismo se onda mogli manje brinuti o smogu, respiratornim bolestima i učincima visokih koncentracija tih plinova na planetu.
To je osnova Carbon Capture, relativno novog koncepta u kojem se ugljični dioksid zarobljava u točkovnim izvorima - poput tvornica, postrojenja za prirodni plin, pogona goriva, većih gradova ili bilo kojeg drugog mjesta za koje se zna da se nalaze velike koncentracije CO² , Taj CO² se zatim može pohraniti za buduću upotrebu, pretvoriti u biogoriva ili jednostavno staviti natrag u Zemlju da ne uđe u atmosferu.
Opis:
Kao i mnogi noviji događaji, hvatanje ugljika dio je novog skupa postupaka koji su u zajednici poznati kao geoinžinjering. Svrha ovih postupaka je promijeniti klimu radi suzbijanja učinaka globalnog zagrijavanja, općenito ciljajući jedan od glavnih stakleničkih plinova. Ta tehnologija postoji već neko vrijeme, ali tek je posljednjih godina predložena kao sredstvo za borbu protiv klimatskih promjena.
Trenutno se hvatanje ugljika najčešće koristi u postrojenjima koja se oslanjaju na sagorijevanje fosilnih goriva za proizvodnju električne energije. Taj se postupak izvodi na jedan od tri osnovna načina - nakon izgaranja, izgaranja i izgaranja oksi-gorivom. Poslije izgaranja uključuje uklanjanje CO2 nakon izgaranja fosilnog goriva i pretvaranja u dimni plin koji se sastoji od CO2, vodene pare, sumpornih dioksida i dušikovog oksida.
Kad plinovi prolaze kroz dimnjak ili dimnjak, CO² zahvaća "filter" koji se zapravo sastoji od otapala koja se koriste za apsorpciju CO2 i vodene pare. Ova je tehnika učinkovita u tome što se takvi filtri mogu naknadno prilagoditi starijim postrojenjima, izbjegavajući potrebu za skupom remontom elektrane.
Prednosti i izazovi:
Rezultati tih procesa do sada su ohrabrujući - koji se mogu pohvaliti mogućnošću da se do 90% CO² ukloni iz emisija (ovisno o vrsti postrojenja i korištenoj metodi). Međutim, postoje zabrinutosti da neki od tih procesa doprinose ukupnom trošku i potrošnji energije elektrana.
Prema izvješću Međuvladinog odbora za klimatske promjene (IPCC) za 2005. godinu, dodatni troškovi kreću se od 24 do 40% za elektrane na ugljen, 11 do 22% za elektrane na prirodni plin i 14 do 25% za kombinirani ciklus plinifikacije ugljena na osnovi ugljena sustavi. Dodatna potrošnja energije također povećava emisiju štetnih plinova.
Osim toga, iako su CC operacije sposobne drastično smanjiti CO², one mogu dodati druge onečišćujuće tvari u zrak. Količine onečišćujućih tvari ovise o tehnologiji, a kreću se od amonijaka i dušikovih oksida (NO i NO²) do sumpornih oksida i sumpornih oksida (SO, SO², SO³, S²O, S²O³ itd.). Ipak, istraživači razvijaju nove tehnike za koje se nadaju da će smanjiti i troškove i potrošnju i ne stvarati dodatne zagađivače.
Primjeri:
Dobar primjer procesa zauzimanja ugljika je projekt Petro Nova, termoelektrana na ugalj u Teksasu. Ovo postrojenje počelo je nadograđivati američki Ministar energetike (DOE) 2014. godine kako bi se prilagodila najvećoj operaciji hvatanja ugljika nakon izgaranja.
Sastoji se od filtera koji bi snimili emisije i infrastrukture koja bi je vratila u Zemlju, DOE procjenjuje da će ova operacija moći snimiti 1,4 milijuna tona CO2 koji bi prethodno bio pušten u zrak.
U slučaju pred-izgaranja, CO² je zarobljen prije nego što se fosilno gorivo još izgori. Ovdje se ugljen, nafta ili prirodni plin zagrijavaju u čistom kisiku, što rezultira mješavinom ugljičnog monoksida i vodika. Ta se smjesa zatim obrađuje u katalitičkom pretvaraču s parom, koja tada stvara više vodika i ugljičnog dioksida.
Ti se plinovi tada dovode u tikvice gdje se obrađuju s aminom (koji se veže za CO2, ali ne i s vodikom); smjesa se zatim zagrijava, uzrokujući porast CO 2 tamo gdje se može sakupljati. U konačnom procesu (izgaranje oksi-gorivom) fosilno gorivo sagorijeva se u kisiku, što rezultira plinskom mješavinom pare i CO². Para i ugljični dioksid se odvajaju hlađenjem i komprimiranjem struje plina, a kad se jednom odvoje, uklanja se CO2.
Ostali napori na zauzimanju ugljika uključuju izgradnju urbanih struktura s posebnim objektima za izvlačenje CO² iz zraka. Primjeri za to uključuju Torre de Especialidades u Mexico Cityju - bolnicu koja je okružena pročeljem veličine 2500 m² sastavljenim od Prosolve370e. Dizajnirana od berlinske firme Elegant Embellishments, ovo posebno oblikovano pročelje može kanalizirati zrak kroz svoje rešetke i oslanja se na kemijske procese za filtriranje smoga.
Kineska kula Phoenix - planirani projekt niza kula u Wuhanu u Kini (koja će ujedno biti i najviša na svijetu) - također se očekuje da će biti opremljena operacijom hvatanja ugljika. Kao dio dizajnerske vizije stvaranja zgrade koja je i impresivno visoka i održiva, uključuju posebne premaze s vanjske strane struktura koje će izvući CO² iz zraka lokalnog grada.
Onda je tu ideja za „umjetna stabla“, koju je iznio profesor Klaus Lackner s katedre za inženjerstvo Zemlje i okoliša na Sveučilištu Columbia. Sastoji se od plastičnih slojeva obloženih smolom koja sadrži natrijevu karbonaciju - koja u kombinaciji s ugljičnim dioksidom stvara natrijev bikarbonat (aka. Soda bikarbona) - ova „stabla“ troše CO² na isti način kao što to rade prava stabla.
Isplativa verzija iste tehnologije koja se koristi za pročišćavanje CO² iz zraka u podmornicama i svemirskim brodovima, zatim se očiste pomoću vode koja u kombinaciji s natrijevim bikarbonatom daje otopinu koja se lako može pretvoriti u biogorivo.
U svim se slučajevima proces zauzimanja ugljika svodi na pronalaženje načina za uklanjanje štetnih zagađivača iz zraka kako bi se smanjio trag čovječanstva. Skladištenje i ponovna upotreba također ulaze u jednadžbu u nadi da će istraživačima dati više vremena za razvoj alternativnih izvora energije.
Ovdje smo pisali mnoge zanimljive članke o hvatanju ugljika u časopisu Space Magazine. Evo što je ugljični dioksid? Što uzrokuje zagađenje zraka? Što ako izgaramo sve? Gledajte globalno zagrijavanje: Kako ugljični dioksid krvari po Zemlji i potrebe svijeta da dosegnu emisije ugljika u skoro nuli.
Da biste saznali više o načinu funkcioniranja Carbon Capture, pogledajte ovaj videozapis od Organizacije za skladištenje i skladištenje ugljika:
Ako želite više informacija o Zemlji, pogledajte NASA-in vodič za istraživanje solarnog sustava na Zemlji. A ovdje je veza do NASA-inog opservatorija.
Imamo i epizode iz astronomske emisije o planeti Zemlji i klimatskim promjenama. Slušajte ovdje, epizoda 51: Zemlja, epizoda 308: Klimatske promjene.
izvori:
- Wikipedia - Snimanje i skladištenje ugljika
- Udruga za pohranjivanje ugljika - Što je CCS?
- Zelene činjenice - snimanje i skladištenje CO²
- Global CCS Institute - Što je CCS?
