Hiilen talteenotto ja varastointi (CCS) on ratkaiseva menetelmä hillitä ilmaston lämpenemistä vähentämällä hiilidioksidipäästöjä. Tämä prosessi koostuu kolmesta vaiheesta: hiilidioksidipäästöjen talteenotto sähköntuotannosta tai teollisista prosesseista, kuten teräksen ja sementin valmistuksesta, talteenotetun CO2:n kuljettaminen ja turvallinen varastointi maan alle.
Kuinka CCS toimii?
CCS-prosessi sisältää kolme avainvaihetta:
- Hiilidioksidin talteenotto: Hiilidioksidi (CO2) eristetään muista kaasuista, joita syntyy teollisessa toiminnassa, kuten hiili-, maakaasuvoimaloissa, terästehtaissa tai sementtitehtaissa.
- Kuljetus: Talteenotettu CO2 puristetaan ja kuljetetaan putkistojen, maantiekuljetusten tai laivojen kautta määrättyyn varastointipaikkaan.
- Varastointi: Tämän jälkeen hiilidioksidi ruiskutetaan syvälle maan alle kalliomuodostelmiin pitkäaikaista ja turvallista varastointia varten.
Katso myös: Mikä on hiilen sitominen?
Kuinka CCS edistää ilmaston lämpenemisen torjuntaa?
Saavuttaakseen Pariisin sopimuksen tavoitteen rajoittaa lämpötilan nousu 1.5 °C:seen (2.7 °F) IPCC korostaa tarvetta tehostaa päästöjen vähentämistoimia mutta myös tekniikoita hiilen poistamiseksi ilmakehästä. CCS on yksi näistä teknologioista, ja sillä voi olla merkittävä rooli puuttumisessa lämpenemisen.
Mihin hiilidioksidipäästöt varastoidaan CCS:ssä?
Hiilipäästöjä voidaan varastoida eri paikkoihin, mm yleisiä paikkoja ovat suolaiset pohjavesimuodostelmat tai tyhjentyneet öljy- ja kaasuvarastot, joka sijaitsee tyypillisesti vähintään 0.62 mailin (1 km) syvyydessä maan alla.
Esimerkiksi Yhdistyneen kuningaskunnan ehdotuksessa Zero Carbon Humber -projekti, hiilidioksidipäästöt varastoidaan suolaiseen pohjavesikerrokseen, joka tunnetaan nimellä Endurance, joka sijaitsee eteläisellä Pohjanmerellä, noin 1 mailin (1.6 km) etäisyydellä merenpohjasta ja tarjoaa huomattavan varastointikapasiteetin.
Vastaavasti Yhdysvalloissa on useita suuria hiilivarastopaikkoja, kuten Citronelle-projekti Alabamassa, jossa hiiltä ruiskutetaan suolaliuossäiliöön noin 1.8 mailin (2.9 km) syvyydessä.
Miten hiilidioksidin talteenotto toimii?
Se on prosessi, joka estää hiilidioksidipäästöjen pääsyn ilmakehään joko käyttämällä niitä uudelleen tai varastoimalla ne maan alle paikoissa, kuten käytöstä poistetuissa öljy- ja kaasusäiliöissä, kaivoksissa tai läpäisevissä kivissä, kuten suolavesissä.
Tämä prosessi hyödyntää erilaisia menetelmiä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi, mukaan lukien luonnolliset ekosysteemejä, jotka muuttavat ilmakehän hiiltä biomassaksi erityisesti puiden istuttamisen avulla. Siihen kuuluu myös:
1. Polton jälkeinen talteenotto: Se keskittyy savukaasupäästöihin hiili- tai maakaasuvoimaloiden savupiipuista sekä teollisuuslaitoksista, jotka tuottavat materiaaleja, kuten betonia ja terästä. Se sisältää päästöjen keräämisen useista lähteistä, mukaan lukien Keskilännen etanolitehtaat. Jälkipolttotekniikat käyttää kemikaaleja, kuten amiineja, hiilidioksidin talteenottoon savukaasuista tehokkaasti. Amiinit sitoutuvat hiilidioksidiin alhaisissa lämpötiloissa ja vapauttavat sitä kuumennettaessa, jolloin tuloksena on käytännössä puhdasta hiilidioksidia.
2. Suora ilmakaappaus: Usein käsitteenä a massiivinen ilmansuodatin, se on kiistatta kallis ja energiaintensiivinen, koska se pystyy absorboimaan merkittäviä määriä hiilidioksidia. Huolimatta siitä, että se on saanut rahoitusta testauspaikkoihin Infrastruktuuri -investointi- ja työlaki, kustannuksia ja energiankäyttöä koskevat vallitsevat rajoitukset. Hiilen talteenotto osoittautuu tehokkaimmaksi, kun se kohdistetaan lähteisiin, joissa hiilidioksidipitoisuudet ovat kohonneet, kuten etanolin tuotannon tai sementin valmistuksen päästöt.
3. Kuljetus ja varastointi: Kerättyään eristetty hiilidioksidi paineistetaan nestemäiseen tilaan kuljetusta varten putkilinjojen kautta käyttö- tai varastointipaikoille. Putkilinjaprojektit yrittävät kuljettaa hiilidioksidia Keskilännen etanolitehtaista Pohjois-Dakotaan ja Illinoisiin. Siitä huolimatta huolenaiheet putkilinjan turvallisuudesta ja hallinnasta ovat edelleen olemassa.
4. Käyttö ja sekvestrointi: Hiilidioksidilla on kaupallisia sovelluksia, kuten juomien hiilihapottaminen ja raakaöljyn talteenoton parantaminen ruiskuttamalla se ikääntyviin öljykaivoihin. Ympäristönsuojelijat suhtautuvat kuitenkin skeptisesti tekniikoihin, jotka hyödyntävät loukkuun jääneen hiilen talteenottoa lisää fossiilisia polttoaineita, mikä voi lisätä hiilidioksidipäästöjä.
Vaihtoehtoisesti hiilidioksidi voi olla varastoitu maan alle estääkseen sen pääsyn ilmakehään. Tämä tarkoittaa hiilidioksidin ruiskuttamista syvälle maan alle sopiviin kivimuodostelmiin, mikä varmistaa pitkäaikaisen varastoinnin käyttämällä huokoisia ja läpäiseviä muodostumia, kuten hiekkakiveä tai kalkkikiveä, joiden yläpuolella on tiheä kivikerros estämään hiilidioksidin vuotaminen takaisin pintaan.
Katso myös Hiilen talteenoton edut ja haitat
Miten hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS) eroaa hiilidioksidin talteenotosta, hyödyntämisestä ja varastoinnista (CCUS)?
CCS:n lisäksi on olemassa konsepti, joka tunnetaan nimellä CCUS, joka tarkoittaa hiilidioksidin talteenottoa ja varastointia. Toisin kuin CCS, CCUS ei keskity pelkästään hiilen varastointiin, vaan myös tutkii mahdollisuuksia käyttää talteen otettua hiiltä uudelleen teollisissa sovelluksissa, kuten muovin, betonin tai biopolttoaineen tuotanto.
Suositus: Hiilen sitominen vs. hiilen talteenotto: mikä ero on?
