Τι γίνεται αν ήταν δυνατόν να απορροφήσουμε απλώς όλους τους επιβλαβείς ρύπους από τον αέρα, ώστε να μην είναι τόσο ενοχλητικοί; Τι γίνεται αν ήταν επίσης δυνατό να μετατραπούν αυτοί οι ατμοσφαιρικοί ρύποι σε ορυκτά καύσιμα, ή πιθανώς οικολογικά φιλικά βιοκαύσιμα; Γιατί λοιπόν θα μπορούσαμε να ανησυχούμε πολύ λιγότερο για την αιθαλομίχλη, τις αναπνευστικές ασθένειες και τις επιπτώσεις που έχουν οι υψηλές συγκεντρώσεις αυτών των αερίων στον πλανήτη.
Αυτή είναι η βάση του Carbon Capture, μια σχετικά νέα ιδέα όπου το διοξείδιο του άνθρακα συλλαμβάνεται σε σημειακές πηγές - όπως εργοστάσια, μονάδες φυσικού αερίου, εγκαταστάσεις καυσίμων, μεγάλες πόλεις ή οποιοδήποτε άλλο μέρος όπου είναι γνωστό ότι υπάρχουν μεγάλες συγκεντρώσεις CO2 . Αυτό το CO2 μπορεί στη συνέχεια να αποθηκευτεί για μελλοντική χρήση, να μετατραπεί σε βιοκαύσιμα ή απλά να επανατοποθετηθεί στη Γη έτσι ώστε να μην εισέλθει στην ατμόσφαιρα.
Περιγραφή:
Όπως πολλές άλλες πρόσφατες εξελίξεις, η δέσμευση άνθρακα αποτελεί μέρος ενός νέου συνόλου διαδικασιών που είναι συλλογικά γνωστές ως γεωμηχανική. Ο σκοπός αυτών των διαδικασιών είναι η αλλαγή του κλίματος για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων της υπερθέρμανσης του πλανήτη, γενικά στοχεύοντας σε ένα από τα κύρια αέρια του θερμοκηπίου. Η τεχνολογία υπάρχει εδώ και αρκετό καιρό, αλλά μόνο τα τελευταία χρόνια έχει προταθεί ως μέσο για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής.
Επί του παρόντος, η δέσμευση άνθρακα χρησιμοποιείται συχνότερα σε εγκαταστάσεις που βασίζονται στην καύση ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται με έναν από τους τρεις βασικούς τρόπους - μετά την καύση, προ-καύση και καύση οξυ-καυσίμου. Η μετά την καύση συνεπάγεται την αφαίρεση του CO2 μετά την καύση του ορυκτού καυσίμου και μετατρέπεται σε καυσαέρια, το οποίο αποτελείται από CO2, υδρατμούς, διοξείδια του θείου και οξείδιο του αζώτου.
Όταν τα αέρια ταξιδεύουν μέσω μιας καπνοδόχου ή καπνοδόχου, το CO 2 συλλαμβάνεται από ένα "φίλτρο" το οποίο στην πραγματικότητα αποτελείται από διαλύτες που χρησιμοποιούνται για την απορρόφηση CO2 και υδρατμών. Αυτή η τεχνική είναι αποτελεσματική στο ότι τέτοια φίλτρα μπορούν να τοποθετηθούν εκ των υστέρων σε παλαιότερα εργοστάσια, αποφεύγοντας την ανάγκη για μια δαπανηρή αναθεώρηση του σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Οφέλη και προκλήσεις:
Τα αποτελέσματα αυτών των διεργασιών ήταν μέχρι τώρα ενθαρρυντικά - τα οποία διαθέτουν τη δυνατότητα να αφαιρεθεί έως και το 90% του CO 2 από τις εκπομπές (ανάλογα με τον τύπο της εγκατάστασης και τη μέθοδο που χρησιμοποιείται). Ωστόσο, υπάρχουν ανησυχίες ότι ορισμένες από αυτές τις διαδικασίες αυξάνουν το συνολικό κόστος και την κατανάλωση ενέργειας των σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Σύμφωνα με την έκθεση 2005 της Διακυβερνητικής Ομάδας για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC), το πρόσθετο κόστος κυμαίνεται από 24 έως 40% για τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας από άνθρακα, 11 έως 22% για τις μονάδες φυσικού αερίου και 14 έως 25% για τον συνδυασμένο κύκλο αεριοποίησης με βάση τον άνθρακα. συστήματα. Η πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας δημιουργεί επίσης περισσότερα στον τρόπο των εκπομπών.
Επιπλέον, ενώ οι λειτουργίες CC μπορούν να μειώσουν δραστικά το CO 2, μπορούν να προσθέσουν και άλλους ρύπους στον αέρα. Οι ποσότητες των ειδών ρύπων εξαρτώνται από την τεχνολογία και κυμαίνονται από οξείδια αμμωνίας και αζώτου (NO και NO2) έως οξείδια θείου και οξείδια θείου (SO, SO2, SO2, S2O, S2O2 κ.λπ.). Ωστόσο, οι ερευνητές αναπτύσσουν νέες τεχνικές που ελπίζουν ότι θα μειώσουν τόσο το κόστος όσο και την κατανάλωση και δεν θα δημιουργήσουν επιπλέον ρύπους.
Παραδείγματα:
Ένα καλό παράδειγμα της διαδικασίας δέσμευσης άνθρακα είναι το έργο Petro Nova, ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα στο Τέξας. Αυτό το εργοστάσιο άρχισε να αναβαθμίζεται από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) το 2014 για να φιλοξενήσει τη μεγαλύτερη επιχείρηση δέσμευσης άνθρακα μετά την καύση στον κόσμο.
Αποτελούμενο από φίλτρα που θα μπορούσαν να συλλάβουν τις εκπομπές και την υποδομή που θα την έβαζαν πίσω στη Γη, το DOE εκτιμά ότι αυτή η λειτουργία θα είναι ικανή να συλλαμβάνει 1,4 εκατομμύρια τόνους CO2 που προηγουμένως θα είχε απελευθερωθεί στον αέρα.
Στην περίπτωση της προ-καύσης, το CO 2 παγιδεύεται πριν ακόμη καεί το ορυκτό καύσιμο. Εδώ, ο άνθρακας, το πετρέλαιο ή το φυσικό αέριο θερμαίνεται σε καθαρό οξυγόνο, με αποτέλεσμα ένα μείγμα μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου. Αυτό το μείγμα στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία σε καταλυτικό μετατροπέα με ατμό, ο οποίος στη συνέχεια παράγει περισσότερο υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα.
Αυτά τα αέρια στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε φιάλες όπου υποβάλλονται σε επεξεργασία με αμίνη (η οποία συνδέεται με το CO2 αλλά όχι με υδρογόνο). Το μείγμα στη συνέχεια θερμαίνεται, αναγκάζοντας το CO2 να ανεβαίνει όπου μπορεί να συλλεχθεί. Στην τελική διαδικασία (καύση οξυ-καυσίμου), τα ορυκτά καύσιμα καίγονται σε οξυγόνο, με αποτέλεσμα ένα μείγμα αερίου ατμού και CO2. Ο ατμός και το διοξείδιο του άνθρακα διαχωρίζονται με ψύξη και συμπίεση του ρεύματος αερίου, και μόλις διαχωριστούν, το CO2 απομακρύνεται.
Άλλες προσπάθειες για τη δέσμευση άνθρακα περιλαμβάνουν την κατασκευή αστικών κατασκευών με ειδικές εγκαταστάσεις για την εξαγωγή CO 2 από τον αέρα. Παραδείγματα αυτού περιλαμβάνουν το Torre de Especialidades στην Πόλη του Μεξικού - ένα νοσοκομείο που περιβάλλεται από μια πρόσοψη 2500 m² αποτελούμενη από Prosolve370e. Σχεδιασμένο από την εταιρεία Elegant Embellishments με έδρα το Βερολίνο, αυτή η ειδικά διαμορφωμένη πρόσοψη είναι ικανή να διοχετεύει αέρα μέσω των πλεγμάτων της και βασίζεται σε χημικές διεργασίες για να φιλτράρει την αιθαλομίχλη.
Οι πύργοι Phoenix της Κίνας - ένα προγραμματισμένο έργο για μια σειρά πύργων στο Γουχάν της Κίνας (το οποίο θα είναι επίσης το ψηλότερο στον κόσμο) - αναμένεται επίσης να είναι εξοπλισμένο με επιχείρηση δέσμευσης άνθρακα. Ως μέρος του οράματος των σχεδιαστών για τη δημιουργία ενός κτηρίου που είναι και εντυπωσιακά ψηλό και βιώσιμο, αυτά περιλαμβάνουν ειδικές επιστρώσεις στο εξωτερικό των κατασκευών που θα τραβήξουν το CO 2 από τον τοπικό αέρα της πόλης.
Στη συνέχεια, υπάρχει η ιδέα για «τεχνητά δέντρα», η οποία παρουσιάστηκε από τον καθηγητή Klaus Lackner του Τμήματος Μηχανικών Γης και Περιβάλλοντος στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια. Αποτελούμενο από πλαστικά φύλλα που είναι επικαλυμμένα με ρητίνη που περιέχει ανθρακικό νάτριο - το οποίο όταν συνδυάζεται με διοξείδιο του άνθρακα δημιουργεί όξινο ανθρακικό νάτριο (γνωστή και ως μαγειρική σόδα) - αυτά τα «δέντρα» καταναλώνουν CO 2 με τον ίδιο τρόπο που κάνουν τα πραγματικά δέντρα.
Μια οικονομικά αποδοτική έκδοση της ίδιας τεχνολογίας που χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση του CO2 από τον αέρα σε υποβρύχια και διαστημικά λεωφορεία, τα φύλλα στη συνέχεια καθαρίζονται με νερό το οποίο, όταν συνδυάζεται με όξινο ανθρακικό νάτριο, αποδίδει μια λύση που μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε βιοκαύσιμο.
Σε όλες τις περιπτώσεις, η διαδικασία του Carbon Capture καταλήγει στην εξεύρεση τρόπων απομάκρυνσης επιβλαβών ρύπων από τον αέρα για τη μείωση του αποτυπώματος της ανθρωπότητας. Η αποθήκευση και η επαναχρησιμοποίηση εισέρχονται επίσης στην εξίσωση με την ελπίδα να δώσουν στους ερευνητές περισσότερο χρόνο για να αναπτύξουν εναλλακτικές πηγές ενέργειας.
Έχουμε γράψει πολλά ενδιαφέροντα άρθρα σχετικά με τη δέσμευση άνθρακα εδώ στο Space Magazine. Εδώ είναι τι είναι το διοξείδιο του άνθρακα ;, Τι προκαλεί την ατμοσφαιρική ρύπανση ;, Τι γίνεται αν κάψουμε τα πάντα ;, Ρολόι υπερθέρμανσης του πλανήτη: Πώς το διοξείδιο του άνθρακα αιμορραγεί σε όλη τη γη και ο κόσμος πρέπει να στοχεύει για σχεδόν μηδενικές εκπομπές άνθρακα.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του Carbon Capture, φροντίστε να δείτε αυτό το βίντεο από τον Οργανισμό Carbon Capture and Storage:
Εάν θέλετε περισσότερες πληροφορίες για τη Γη, ανατρέξτε στον Οδηγό εξερεύνησης του Ηλιακού Συστήματος της NASA στη Γη. Και εδώ είναι ένας σύνδεσμος για το Παρατηρητήριο της Γης της NASA.
Έχουμε επίσης επεισόδια Astronomy Cast σχετικά με τον πλανήτη Γη και την Κλιματική Αλλαγή. Ακούστε εδώ, επεισόδιο 51: Γη, επεισόδιο 308: Κλιματική αλλαγή.
Πηγές:
- Wikipedia - Σύλληψη και αποθήκευση άνθρακα
- Carbon Capture Storage Association - Τι είναι το CCS;
- Πράσινα γεγονότα - Σύλληψη και αποθήκευση CO²
- Παγκόσμιο Ινστιτούτο CCS - Τι είναι το CCS;
