Etsiessään ratkaisuja planeettamme suojelemiseksi ilmastonmuutokselta tutkijat ovat siirtyneet hiilidioksidin sitomiseen. Mutta metsäekosysteemit eivät ole yhtä yksinkertaisia, emme voi vain toteuttaa sekvestraatiota yksinkertaisesti istuttamalla lisää puita. Se tarvitsee enemmän. Tässä blogissa tätä käytäntöä paljastaessa opimme myös hiilidioksidin sitomisen eduista, tyypeistä ja menetelmistä.
Hiilen sitomisen edut
Tässä prosessissa on kyse varastoimalla tehtaista talteen otettua hiilidioksidia (CO2). tai otettu suoraan ilmasta. Talteen otettu CO2 siirretään sitten turvallisesti ja varastoidaan pysyvästi maan alle.
Hiilidioksidin varastointi tulee tärkeäksi, koska siihen liittyvät päästöt lämmittävät maapallon ilmastoa. Tämä tapahtuu tavoilla, joita ei ole nähty miljooniin vuosiin, kuten myrskyt, tulvat ja metsäpalot, ja ne jopa vahingoittavat meren elämää tekemällä valtameristä happamempia.
Nyt on aika tutkia hiilidioksidin sitomisprosessin etuja.
1. Ilmaston lämpenemisen vähentäminen
Tiedätkö: Luonnollisesti ekosysteemi sitoo noin 55 % hiilidioksidipäästöistä ja 45 % siitä jää ilmakehään.
Hiilen sitominen auttaa vähentämään ilmaston lämpenemistä varastoimalla ilmakehästä vangittua hiilidioksidia.
2. Metsän ja puiden kasvun suojeleminen
Metsät toimivat hiilinieluina ja sitovat vuosittain lähes 7.6 miljardia tonnia hiilidioksidia. Lisäksi lähes 2 % hiilidioksidipäästöistä otetaan talteen, mikä auttaa hillitsemään ilmastonmuutosta. Hiilen sitominen varastoi ylimääräisen hiilen ilmasta vähentää eläimiin kohdistuvaa painetta ja auttaa niitä kukoistamaan luonnollisesti.
3. Valtameren happamoitumisen vähentäminen
Noin 30 % hiilidioksidipäästöistä imeytyy valtamerten ylempään kerrokseen. Tämä lisää veden happamuutta, mutta hiilen sitomisen eduista johtuen valtameret eivät ime ylimääräistä hiiltä. Se tulee estää tarpeettoman happamuuden nousun eivätkä vaikuta haitallisesti meren elämään.
4. Hiilipäästöjen vähentäminen
Paremman tekniikan ansiosta hiilidioksidia varastoidaan enemmän. Tämä auttaa vähentämään jatkuvasti lisääntyvää hiiltä ilmakehässä.
5. Luonnonvarojen suojelu ja aavikoitumisen ehkäiseminen
Monien muiden luonnonvarojen vahingot liittyvät metsille ja ekosysteemeille aiheutuneisiin vahinkoihin. Hiilen sitominen vähentää näillä alueilla absorboituvan hiilidioksidin määrää, mikä auttaa suojelemaan luonnonvaroja.
Lisäksi sillä on tärkeä rooli aavikoitumisen estämisessä, jossa metsät ja niityt muuttuvat aavikoiksi kuolevien istutusten ja kasvillisuuden vuoksi.
Lue myös: Hiilen sitominen vs. hiilen talteenotto: mikä ero on?
Hiilen sitomisen tyypit
Tutkijat etsivät paitsi uusia menetelmiä sitomiseen, myös tapoja löytää tapoja käyttää uudelleen hiiltä eri materiaalien valmistuksessa. Seuraavat ovat tärkeimmät CO-tyypit2 sitomista.
1. Biologinen - Se on fotosynteesin kautta hiilidioksidin luonnolliseen varastointiin kasveihin, puihin, maaperään ja valtameriin. Sitä varastoidaan kasvien ja puiden juuriin ja lehtiosiin.
Tällä hetkellä valtameret imevät vuosittain neljänneksen 10 gigatonnnista teollista hiilidioksidia. Tämä ei kuitenkaan ole pysyvä prosessi, koska se vaihtelee lämpötilojen mukaan, erityisesti napa-alueilla.
2. Geologinen – Se sisältää ruiskuttamalla hiilidioksidia maanalaisiin huokoisiin kivimuodostelmiin. Teräs- ja metalliteollisuus suosii tätä menetelmää, mutta se on vielä alkuvaiheessa monin rajoituksin. Kyllä, pitkän aikavälin elinkelpoisuudesta on edelleen epävarmuutta.
3. Teknologinen – Tämä menetelmä muuntaa hiiltä muiksi hyödyllisiksi tuotteiksi, kuten metaaniksi jota käytetään polttoaineena sähkön tai moottoriajoneuvojen tuottamiseen. Lisäksi se muunnetaan myös grafeeniksi, jota on hiljattain sanottu paremmaksi litiumin korvikkeeksi.
Muut menetelmät, kuten suora ilman talteenotto, ovat vielä kehitysvaiheessa. Näin ollen ne eivät ole vielä taloudellisesti kannattavia laajamittaiseen käyttöön. Voit kuitenkin tarkistaa yritykset jotka tarjoavat tekniikoita hiilidioksidin poistamiseksi.
4. Teollisuus – Mitä tulee tämäntyyppiseen sitomiseen, kyse on happipolttoaineen, jälkipoltto- tai esipolttomenetelmien käytöstä hiilen erottamiseksi voimalaitoksista.
- Esipoltto sitoo hiiltä ennen kuin polttoaine palaa. Se tekee sen muuntamalla hiilen synteesikaasuksi ja erottamalla sitten vedyn hiilimonoksidista.
- Jälkipoltto poistaa hiiltä pakokaasuista.
- Lopuksi päästöjen varastoimiseksi happi-polttoaineen palaminen polttaa polttoainetta hapella.
Mitä on hiilen sitominen maataloudessa ja puissa?
Maatalouden kentät voivat varastoida hiiltä vangitsemalla kasvihuonekaasuja kuten hiilidioksidi. Tämä tapahtuu pääasiassa maaperässä. Kun kasvit kasvavat, ne fotosyntetisoivat, missä ne imevät hiilidioksidia tämän prosessin aikana ja vapauttavat sitten happea. Kynnyksen tai muokkauksen vuoksi varastoitunut hiili voi vapautua takaisin ilmaan. Jos viljelijät välttävät maanmuokkausta, he voivat pitää hiiltä maaperässä ja auttaa torjumaan ilmastonmuutosta.
Fotosynteesin aikana puissa tapahtuu sitomista, kun ne imevät hiilidioksidia ilmakehästä. Ne varastoivat sen sitten biomassaksi.
Katso myös: Kiinalaiset tutkijat paljastavat jättimäisen maailmanlaajuisen maaperän hiilivaraston
Hiilensidontamenetelmät
Nämä menetelmät keskittyvät erilaisiin tapoihin ottaa talteen ja varastoida hiilidioksidia ilmakehästä. Ne vaihtelevat hiilidioksidin muuttamisesta hyödyllisiksi esineiksi luonnon prosessien, kuten maaperän ja metsätalouden, parantamiseen. Käydään yksityiskohtaista keskustelua näistä menetelmistä alla:
| Menetelmä | Tuotetiedot |
| CO2-kemikaalit | CO2:n muuntaminen metanoliksi, ureaksi tai polymeereiksi katalyyttien avulla |
| CO2 polttoaineet | Polttoaineiden kuten metanolin ja synteettisten polttoaineiden tuotanto yhdistämällä hiilidioksidia veteen |
| mikrolevästä | Tehokas mikrolevä jalostaa hiilidioksidia polttoaineiksi ja kemikaaleiksi |
| Betonirakennusmateriaalit | CO2:n käyttö kovetettaessa sementtiä tai kiviainesta, korvaamalla perinteisen sementin |
| CO2-tehostettu öljyn talteenotto (EOR) | CO2:n ruiskuttaminen öljykaivoihin öljyntuotannon tehostamiseksi |
| Bioenergia hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin avulla (BECCS) | Puiden kasvun, bioenergian ja hiilidioksidin talteenoton yhdistäminen CO2:n hyödyntämiseksi |
| Parannettu säänkesto | Nopeutti karbonaatin muodostumista levittämällä murskattuja kiviä, kuten basalttia, maalle |
| Metsänhoito | Uusien ja olemassa olevien metsien puutavaran hyödyntäminen hiilidioksidin varastoimiseen rakennuksiin |
| Maaperän hiilen sitominen | Maanhoitotekniikat, jotka lisäävät maatalouden satoa ja varastoivat hiilidioksidia maaperään |
| biomassan pyrolyysissa | Pyrolysoidun biomassan käyttö maaperään CO2:n hyödyntämiseksi |
1. CO2-kemikaalit – CO2 muunnetaan katalyyttien avulla tuotteiksi, kuten metanoliksi, ureaksi tai polymeereiksi. Sen mahdollinen vuotuinen käyttöaste on 0.3–0.6 GtCO2 vuoteen 2050 mennessä, ja se maksaa 80–300 dollaria tonnilta hiilidioksidia.
2. CO2-polttoaineet – Yhdessä vedyn kanssa se tuottaa polttoaineita, kuten synpolttoaineita ja metanolia, jotka ovat hyödyllisiä kuljetusteollisuudessa. Ne maksavat noin 670 dollaria tonnilta.
3. Mikrolevät – On arvioitu, että vuoteen 2050 mennessä korkeatehoiset mikrolevät jalostavat hiilidioksidia kemikaaleiksi ja polttoaineiksi. Tämä kuluttaa tuotantoon jopa 2–0.2 Gt CO0.9 vuodessa. Niiden kustannusten arvioidaan olevan 2–230 dollaria hiilidioksiditonnia kohden.
4. Betonirakennusmateriaalit – Voimme varastoida hiilidioksidia ja korvata perinteisen sementin. CO2 voi kovettaa sementtiä tai käyttää kiviaineksen tuotannossa. Vuonna 2 sen potentiaalinen käyttöaste on 2050–0.1 GtCO1.4. Se voi maksaa 2–30 dollaria tonnilta hiilidioksidia.
5. CO2-tehostettu öljyn talteenotto (EOR) – Öljyntuotantoa tehostetaan ruiskuttamalla hiilidioksidia öljykaivoihin. Vuoteen 2 mennessä voimme mahdollisesti käyttää noin 2050–0.1 GtCO1.8 vuodessa. Se maksaa 2–60 dollaria tonnilta hiilidioksidia.
6. Bioenergia hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin avulla (BECCS) – Vuonna 2050 voimme hyödyntää 0.5–5 GtCO2 vuodessa yhdistämällä puiden kasvun, bioenergian ja hiilidioksidin talteenoton. Sen hinta voi vaihdella 2–60 dollarin välillä hiilidioksiditonnia kohden.
7. Parannettu säänkesto – Levittämällä murskattuja kiviä, kuten basalttia, maalle, hiilidioksidin karbonaatin muodostuminen nopeutuu. Tämä parantaa maatalouden tuottoa. Sen vuoden 2 arviot eivät kuitenkaan ole saatavilla.
8. Metsätalous – Vuoteen 2050 mennessä uusista ja olemassa olevista metsistä saatavaa puutavaraa pystytään varastoimaan rakennuksiin jopa 1.5 GtCO2. Tämä maksaa 40–10 dollaria tonnilta hiilidioksidia.
9. Maaperän hiilen sitominen – Maanhoitotekniikoiden odotetaan lisäävän maatalouden tuottoa vuoteen 2050 mennessä ja varastoivan noin 0.9–1.9 GtCO2 vuodessa. Sen hinta olisi 20–90 dollaria hiilidioksiditonnia kohden.
10. Biohiili – Maaperään levitettävän pyrolysoidun biomassan odotetaan kuluttavan 0.2–1 GtCO2 vuodessa vuoteen 2050 mennessä. Tämä maksaa noin 65 dollaria hiilidioksiditonnia kohden.
Ristiviittaus: Hiilen sitominen ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi
Miksi hiilen sitominen on tärkeää?
Hiilen sitomisen merkitys liittyy sen kykyyn taistella ilmastonmuutosta vastaan. Se tekee niin alentaa CO2-tasoa ilmassa. Lisäksi se tarjoaa etuja, kuten ilman ja veden puhdistamisen ja tulvien hallinnan. Se jopa pitää ekosysteemit, erityisesti metsät, terveinä. Saat lisätietoja tällaisista maailmanlaajuisista ongelmista lukemalla blogikirjoituksiamme.
Täytyy lukea: 7 parasta syytä, miksi hiilen talteenotto ja varastointi on huono idea
