Čo keby bolo možné nasávať všetky škodlivé znečisťujúce látky zo vzduchu, aby neboli také nepríjemné? Čo keby bolo možné tieto atmosférické znečisťujúce látky previesť späť na fosílne palivá alebo prípadne na ekologické palivá? Prečo by sme sa teda mohli oveľa menej obávať smogu, chorôb dýchacích ciest a účinkov, ktoré majú vysoké koncentrácie týchto plynov na planétu.
Toto je základ pre zachytávanie uhlíka, relatívne nový koncept, v ktorom sa oxid uhličitý zachytáva v bodových zdrojoch - napríklad v továrňach, závodoch na výrobu zemného plynu, palivových elektrárňach, veľkých mestách alebo na iných miestach, o ktorých je známe, že sa vyskytujú veľké koncentrácie CO². , Tento CO2 sa potom môže uložiť na budúce použitie, premeniť na biopalivá alebo jednoducho vrátiť späť na Zem, aby nevnikol do atmosféry.
Popis:
Zachytávanie uhlíka je, rovnako ako mnoho iných nedávnych udalostí, súčasťou nového súboru postupov, ktoré sa spoločne nazývajú geoinžinierstvo. Účelom týchto postupov je zmeniť podnebie tak, aby pôsobilo proti účinkom globálneho otepľovania, zvyčajne zameraním sa na jeden z hlavných skleníkových plynov. Táto technológia existuje už istý čas, ale len v posledných rokoch bola navrhnutá ako prostriedok boja proti zmene klímy.
V súčasnosti sa zachytávanie uhlíka najčastejšie používa v zariadeniach, ktoré pri výrobe elektriny spoliehajú na spaľovanie fosílnych palív. Tento proces sa vykonáva jedným z troch základných spôsobov - dodatočné spaľovanie, predspaľovanie a spaľovanie kyslíkom a palivom. Dodatočné spaľovanie zahŕňa odstránenie CO2 po spálení fosílneho paliva a premení sa na spaliny, ktoré pozostávajú z CO2, vodnej pary, oxidov síry a oxidu dusíka.
Keď plyny prechádzajú komínom alebo komínom, CO2 sa zachytáva „filtrom“, ktorý v skutočnosti pozostáva z rozpúšťadiel, ktoré sa používajú na absorpciu CO2 a vodnej pary. Táto technika je účinná v tom, že takéto filtre môžu byť dovybavené pre staršie elektrárne, čím odpadá potreba nákladnej generálnej opravy elektrárne.
Výhody a výzvy:
Výsledky týchto procesov boli doteraz povzbudivé - čo sa môže pochváliť možnosťou, že z emisií sa odstráni až 90% CO2 (v závislosti od typu zariadenia a použitej metódy). Existujú však obavy, že niektoré z týchto procesov zvyšujú celkové náklady a spotrebu energie elektrární.
Podľa správy Medzivládneho panelu pre zmenu klímy (IPCC) z roku 2005 sa dodatočné náklady pohybujú od 24 do 40% v prípade uhoľných elektrární, 11 až 22% v prípade elektrární na zemný plyn a 14 až 25% v prípade kombinovaného cyklu splyňovania na báze uhlia. systémy. Dodatočná spotreba energie tiež vytvára viac v spôsobe emisií.
Okrem toho, zatiaľ čo operácie CC sú schopné drasticky znížiť CO2, môžu do ovzdušia pridať ďalšie znečisťujúce látky. Množstvo znečisťujúcich látok závisí od technológie a pohybuje sa od oxidov amoniaku a dusíka (NO a NO²) po oxidy síry a oxidy síry (SO, SO², S03, S²O, S²O3 atď.). Vedci však vyvíjajú nové techniky, o ktorých dúfajú, že znížia náklady aj spotrebu a nevytvoria ďalšie znečisťujúce látky.
Príklady:
Dobrým príkladom procesu zachytávania uhlíka je projekt Petro Nova, elektráreň na uhlie v Texase. Túto elektráreň začala modernizácia americkým ministerstvom energetiky (DOE) v roku 2014, aby vyhovovala najväčšej operácii zachytávania uhlíka po spaľovaní na svete.
DOE sa skladá z filtrov, ktoré by zachytávali emisie, a infraštruktúry, ktorá by ich umiestnila späť na Zem. DOE odhaduje, že táto operácia bude schopná zachytiť 1,4 milióna ton CO2 ktoré by predtým boli vypustené do vzduchu.
V prípade predspaľovania sa CO2 zachytáva skôr, ako sa fosílne palivo spáli. Tu sa uhlie, ropa alebo zemný plyn zahrieva v čistom kyslíku, čo vedie k zmesi oxidu uhoľnatého a vodíka. Táto zmes sa potom spracuje v katalytickom konvertore parou, ktorá potom produkuje viac vodíka a oxidu uhličitého.
Tieto plyny sa potom plnia do baniek, kde sa spracúvajú s amínom (ktorý sa viaže s CO2, ale nie s vodíkom); zmes sa potom zahreje, čo spôsobí, že sa CO2 zvýši tam, kde sa môže zbierať. V konečnom procese (spaľovanie kyslíka a paliva) sa fosílne palivo spaľuje v kyslíku, čo vedie k zmesi plynov a pary CO 2. Para a oxid uhličitý sa oddelia ochladením a stlačením prúdu plynu a po oddelení sa odstráni C02.
Medzi ďalšie snahy pri zachytávaní uhlíka patrí výstavba mestských štruktúr so špeciálnymi zariadeniami na získavanie CO2 zo vzduchu. Medzi príklady patrí Torre de Especialidades v Mexico City - nemocnica, ktorá je obklopená fasádou 2500 m² zloženou z Prosolve370e. Táto fasáda navrhnutá berlínskou spoločnosťou Elegant Embellishments je schopná usmerňovať vzduch cez svoje mriežky a odfiltrovať smog pomocou chemických procesov.
Očakáva sa, že čínska spoločnosť Phoenix Towers - plánovaný projekt série veží v čínskom meste Wu-chan (ktorý bude tiež najvyššia na svete) - bude vybavená operáciou zachytávania uhlíka. Ako súčasť vízie dizajnérov vytvoriť budovu, ktorá je pôsobivo vysoká a udržateľná, patria medzi ne špeciálne povrchové vrstvy na vonkajšej strane štruktúr, ktoré vyťažia CO2 z miestneho ovzdušia.
Potom je tu nápad na „umelé stromy“, ktorý predložil profesor Klaus Lackner z Katedry pozemného a environmentálneho inžinierstva na Columbijskej univerzite. Skladajú sa z plastových lístkov, ktoré sú potiahnuté živicou, ktorá obsahuje uhličitan sodný - ktorý, keď sa skombinuje s oxidom uhličitým, vytvára hydrogenuhličitan sodný (tzv. Sódu na pečenie) - tieto „stromy“ spotrebúvajú CO² rovnako ako skutočné stromy.
Cenovo výhodná verzia tej istej technológie, ktorá sa používa na čistenie CO2 zo vzduchu v ponorkách a vo vesmírnych raketoch, sa lístky potom čistia vodou, ktorá po spojení s hydrogenuhličitanom sodným poskytne riešenie, ktoré sa dá ľahko premeniť na biopalivo.
Vo všetkých prípadoch sa proces zachytávania uhlíka zameriava na hľadanie spôsobov, ako odstrániť škodlivé znečisťujúce látky zo vzduchu, aby sa znížila stopa ľudstva. Skladovanie a opätovné použitie tiež vstupujú do rovnice v nádeji, že výskumným pracovníkom poskytnú viac času na vývoj alternatívnych zdrojov energie.
Tu sme napísali veľa zaujímavých článkov o zachytávaní uhlíka tu v časopise Space Magazine. Tu je Čo je oxid uhličitý? Čo spôsobuje znečistenie ovzdušia ?, Čo ak spálime všetko ?, Sledovanie globálneho otepľovania: Ako sa oxid uhličitý viaže na zem a svet sa musí zamerať na takmer nulové emisie uhlíka.
Ak chcete získať ďalšie informácie o fungovaní programu Carbon Capture, nezabudnite si pozrieť toto video z organizácie Carbon Capture and Storage Organisation:
Ak chcete získať viac informácií o Zemi, prečítajte si Sprievodcu prieskumom slnečnej sústavy NASA na Zemi. A tu je odkaz na observatórium Zeme NASA.
Máme tiež epizódy Cast Astronomy týkajúce sa planéty Zem a Zmena podnebia. Počúvajte tu, epizóda 51: Zem, epizóda 308: zmena podnebia.
zdroj:
- Wikipedia - Zachytávanie a ukladanie uhlíka
- Asociácia ukladania uhlíka - čo je to CCS?
- Green Facts - Zachytávanie a ukladanie CO²
- Globálny inštitút CCS - Čo je to CCS?
