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 tehtaista talteen otetun tai suoraan ilmasta otetun hiilidioksidin (CO2) varastoinnista . 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 imevät vuosittain lähes 7.6 miljardia tonnia hiilidioksidia. Lisäksi lähes 25 % hiilidioksidipäästöistä otetaan talteen, mikä auttaa hillitsemään ilmastonmuutosta. Hiilensidonta varastoi ylimääräisen hiilen ilmasta vähentääkseen eläimistöön kohdistuvaa painetta ja auttaakseen niitä menestymään luonnollisesti.
3. Valtameren happamoitumisen vähentäminen
Noin 30 % vapautuvasta hiilestä imeytyy valtamerten pintakerrokseen. Tämä lisää veden happamuutta, mutta hiilensidonnan etujen ansiosta valtameret eivät ime itseensä liikaa hiiltä. Se estää veden happamuuden tarpeettomat nousut eikä 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: Hiilensidonta vs. hiilen talteenotto: Mitä eroa niillä on?
Hiilen sitomisen tyypit
Tutkijat eivät etsi ainoastaan uusia hiilidioksidin sitomismenetelmiä, vaan myös tapoja löytää tapoja hyödyntää hiiltä uudelleen erilaisten materiaalien valmistuksessa. Seuraavassa on lueteltu tärkeimmät hiilidioksidin sitomisen tyypit.
1. Biologinen – Se tapahtuu fotosynteesin kautta hiilidioksidin luonnolliseksi varastoinniksi kasveihin, puihin, maaperään ja valtameriin. Se varastoituu 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 – Siinä hiilidioksidia injektoidaan maanalaisiin huokoisiin kalliomuodostelmiin. Tätä menetelmää suosivat teräs- ja metalliteollisuus, mutta se on vielä alkuvaiheessa ja sillä on monia rajoituksia. Kyllä, pitkän aikavälin kannattavuudesta on vielä epävarmuutta.
3. Teknologinen – Tämä menetelmä muuntaa hiilen muiksi hyödyllisiksi tuotteiksi, kuten metaaniksi , jota käytetään polttoaineena sähkön tai ajoneuvojen energian tuottamiseen. Lisäksi se muunnetaan myös grafeeniksi, jota on äskettäin kutsuttu paremmaksi litiumin korvikkeeksi.
Muut menetelmät, kuten suora ilmasta tapahtuva talteenotto, ovat vielä kehitysvaiheessa. Näin ollen niiden laajamittainen käyttö ei ole vielä taloudellisesti kannattavaa. Voit kuitenkin tutustua yrityksiin, jotka tarjoavat teknologioita hiilidioksidin poistamiseksi.
4. Teollinen – Tämän tyyppisessä hiilensidonnassa on kyse happipoltto-, 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?
Viljelijät voivat varastoida hiiltä sitomalla kasvihuonekaasuja, kuten hiilidioksidia. Tämä tapahtuu pääasiassa maaperässä. Kasvien kasvaessa ne fotosynteesivät, jolloin ne sitovat hiilidioksidia ja vapauttavat sitten happea. Kyntämisen tai muokkaamisen seurauksena varastoitu hiili voi vapautua takaisin ilmaan. Jos viljelijät välttävät muokkaamista, 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 vuotuinen käyttöpotentiaali on 0.3–0.6 GtCO2 vuoteen 2050 mennessä, ja sen hinta on 80–300 dollaria CO2-tonnia kohden.
2. CO2-polttoaineet – Yhdistettynä vedyn kanssa se tuottaa polttoaineita, kuten synteettisiä polttoaineita ja metanolia, jotka ovat hyödyllisiä kuljetusalalla. Ne maksavat noin 670 dollaria tonnilta.
3. Mikrolevät – On arvioitu, että vuoteen 2050 mennessä tehokkaat mikrolevät jalostavat hiilidioksidia kemikaaleiksi ja polttoaineiksi. Tämä käyttää tuotantoon jopa 0.2–0.9 Gt hiilidioksidia vuodessa. Niiden kustannusten arvioidaan olevan 230–920 dollaria hiilidioksiditonnia kohden.
4. Betonirakennusmateriaalit – Voimme varastoida hiilidioksidia ja korvata perinteistä sementtiä. Hiilidioksidilla voidaan kovettaa sementtiä tai sitä voidaan käyttää kiviaineksen tuotannossa. Vuonna 2050 sen potentiaalinen käyttöaste on 0.1–1.4 GtCO2:ta. Se voi maksaa 30–70 dollaria hiilidioksiditonnia kohden.
5. CO2-tehostettu öljyn talteenotto (EOR) – Injektoimalla CO2:ta öljykaivoihin tehostetaan öljyntuotantoa. Vuoteen 2050 mennessä pystymme mahdollisesti käyttämään noin 0.1–1.8 Gt CO2:ta vuodessa. Se maksaa 60–40 dollaria CO2-tonnia kohden.
6. Bioenergia hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla (BECCS) – Vuonna 2050 voimme hyödyntää 0.5–5 Gt CO2:ta vuodessa yhdistämällä puiden kasvun, bioenergian ja CO2:n talteenoton. Sen kustannukset voivat vaihdella 60–160 dollarista CO2-tonnia kohden.
7. Tehostunut rapautuminen – Murskatun kiven, kuten basaltin, levittäminen maahan kiihdyttää karbonaatin muodostumista hiilidioksidista. Tämä parantaa maatalouden satoja. Vuotta 2050 koskevia arvioita ei kuitenkaan ole saatavilla.
8. Metsätalous – Vuoteen 2050 mennessä sekä uusista että olemassa olevista metsistä peräisin oleva puu pystyy varastoimaan jopa 1.5 Gt CO2:ta rakennuksiin. Tämä maksaa 40–10 dollaria CO2-tonnia kohden.
9. Maaperän hiilensidonta – Maanhoitotekniikoiden odotetaan parantavan maatalouden satoja vuoteen 2050 mennessä ja varastoivan noin 0.9–1.9 GtCO2:ta vuodessa. Sen kustannukset olisivat 20–90 dollaria CO2-tonnia kohden.
10. Biohiili – Maaperään levitetyn pyrolysoidun biomassan odotetaan käyttävän 0.2–1 GtCO2:ta vuodessa vuoteen 2050 mennessä. Tämä maksaa noin 65 dollaria CO2-tonnia kohden.
Ristiviittaus: Hiilensidonta ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi
Miksi hiilen sitominen on tärkeää?
Hiilensidonnan merkitys liittyy sen kykyyn torjua ilmastonmuutosta. Se tekee niin alentamalla ilman hiilidioksidipitoisuutta . Lisäksi se tarjoaa etuja, kuten ilman ja veden puhdistamista ja tulvien hallintaa. Se jopa pitää ekosysteemit, erityisesti metsät, terveinä. Lisätietoja näistä globaaleista ongelmista saat lukemalla blogikirjoituksiamme.
Pakko lukea: 7 tärkeintä syytä, miksi hiilidioksidin talteenotto ja varastointi on huono idea
