Hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS) on ratkaiseva menetelmä ilmaston lämpenemisen hillitsemiseksi vähentämällä hiilidioksidipäästöjä. Tämä prosessi käsittää kolme vaihetta: hiilidioksidipäästöjen talteenoton sähköntuotannosta tai teollisista prosesseista, kuten teräksen ja sementin valmistuksesta, talteen otetun hiilidioksidin kuljettamisen ja sen turvallisen varastoinnin 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: Mitä on hiilensidonta?
Kuinka CCS edistää ilmaston lämpenemisen torjuntaa?
Jotta Pariisin sopimuksen tavoite rajoittaa lämpötilan nousu 1.5 celsiusasteeseen saavutettaisiin, IPCC korostaa paitsi päästövähennystoimien tehostamisen myös hiilen ilmakehästä erottamiseen tarkoitettujen teknologioiden käyttöönoton tarvetta. CCS on yksi näistä teknologioista ja sillä voi olla merkittävä rooli ilmaston lämpenemisen torjunnassa.
Mihin hiilidioksidipäästöt varastoidaan CCS:ssä?
Hiilidioksidipäästöjä voidaan varastoida useisiin paikkoihin, yleisiä paikkoja ovat suolapitoiset pohjavesikerrokset tai ehtyneet öljy- ja kaasuesiintymät , jotka sijaitsevat tyypillisesti vähintään 1 kilometrin syvyydessä maan alla.
Esimerkiksi Ison-Britannian ehdottamassa Zero Carbon Humber -hankkeessa hiilidioksidipäästöt varastoidaan Endurance-nimiseen suolapitoiseen pohjavesikerrokseen, joka sijaitsee eteläisellä Pohjanmerellä noin 1.6 kilometrin syvyydessä merenpohjan alla ja tarjoaa huomattavan varastointikapasiteetin.
Vastaavasti Yhdysvalloissa on useita laajamittaisia hiilen varastointipaikkoja, kuten Citronelle-projekti Alabamassa , jossa hiiltä ruiskutetaan suolapitoiseen säiliöön noin 2.9 kilometrin syvyyteen.
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 hiili- tai maakaasuvoimalaitosten savupiippujen sekä betonin ja teräksen kaltaisia materiaaleja tuottavien teollisuuslaitosten savukaasupäästöihin. Siihen kuuluu päästöjen kerääminen useista lähteistä, mukaan lukien Keskilännen etanolitehtaat. Polton jälkeisissä teknologioissa käytetään kemikaaleja, kuten amiineja, hiilidioksidin tehokkaaseen talteenottoon savukaasuista. Amiinit sitoutuvat CO2:een matalissa lämpötiloissa ja vapauttavat sitä kuumennettaessa, jolloin tuloksena on käytännössä puhdasta hiilidioksidia.
2. Suora ilman talteenotto: Usein massiiviseksi ilmansuodattimeksi käsitelty järjestelmä on kiistatta kallis ja energiaintensiivinen, koska se pystyy absorboimaan merkittäviä määriä hiilidioksidia. Vaikka testauspaikoille on saatu rahoitusta infrastruktuuri-investointeja ja työpaikkoja koskevan lain kautta , kustannuksiin ja energiankulutukseen liittyy vallitsevia rajoituksia. Hiilidioksidin talteenotto osoittautuu tehokkaimmaksi, kun se kohdistetaan lähteisiin, joissa on korkeat hiilidioksidipitoisuudet, kuten etanolin tai sementin tuotannon päästöihin.
3. Kuljetus ja varastointi: Kun eristetty hiilidioksidi on talteen otettu, se paineistetaan nestemäiseen tilaan kuljetettavaksi putkistoja pitkin hyöty- tai varastointipaikkoihin. Putkistohankkeissa pyritään kuljettamaan hiilidioksidia Keskilännen etanolitehtailta Pohjois-Dakotaan ja Illinoisiin. Putkistojen turvallisuuteen ja hallintaan liittyvät huolenaiheet ovat kuitenkin edelleen olemassa.
4. Käyttö ja sitoutuminen: Hiilidioksidilla on kaupallisia sovelluksia, kuten juomien hiilihapottaminen ja raakaöljyn tuotannon parantaminen injektoimalla sitä ikääntyviin öljykaivoihin . Ympäristönsuojelijat suhtautuvat kuitenkin skeptisesti teknologioihin, jotka käyttävät loukkuun jäänyttä hiiltä fossiilisten polttoaineiden erottamiseen, mikä voisi lisätä hiilidioksidipäästöjä.
Vaihtoehtoisesti hiilidioksidia voidaan varastoida maan alle sen ilmakehään pääsyn estämiseksi. Tämä tarkoittaa hiilidioksidin ruiskuttamista syvälle maan alle sopiviin kalliomuodostelmiin, mikä varmistaa pitkäaikaisen varastoinnin käyttämällä huokoisia ja läpäiseviä muodostumia, kuten hiekkakiveä tai kalkkikiveä, ja niiden päällä olevaa tiheää kalliokerrosta hiilidioksidin valumisen estämiseksi takaisin pintaan.
Tutustu myös hiilidioksidin talteenoton etuihin ja haittoihin
Miten hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS) eroaa hiilidioksidin talteenotosta, hyödyntämisestä ja varastoinnista (CCUS)?
CCS:n lisäksi on olemassa siihen liittyvä käsite nimeltä CCUS, joka on lyhenne sanoista Carbon Capture Utilisation and Storage. Toisin kuin CCS, CCUS ei keskity pelkästään hiilen varastointiin, vaan tutkii myös mahdollisuuksia hyödyntää talteen otettua hiiltä teollisissa sovelluksissa , kuten muovien, betonin tai biopolttoaineiden tuotannossa.
Suositus: Hiilensidonta vs. hiilen talteenotto: Mitä eroa niillä on?
