W swoim dążeniu do znalezienia rozwiązań chroniących naszą planetę przed zmianami klimatycznymi naukowcy zwrócili się ku sekwestracji dwutlenku węgla. Ale ekosystemy leśne nie są takie proste, nie możemy po prostu wprowadzić sekwestracji, po prostu sadząc więcej drzew. Potrzeba czegoś więcej. W tym blogu, odkrywając tę praktykę, dowiemy się również o korzyściach, typach i metodach sekwestracji dwutlenku węgla.
Korzyści z sekwestracji węgla
Proces ten polega na magazynowaniu dwutlenku węgla (CO2) wychwyconego z fabryk lub bezpośrednio z powietrza. Wychwycony CO2 jest następnie bezpiecznie transportowany i trwale składowany pod ziemią.
Przechowywanie CO2 staje się ważne, ponieważ emisje z nim związane ogrzewają klimat Ziemi. Dzieje się to w sposób, którego nie obserwowano od milionów lat, na przykład w postaci burz, powodzi i pożarów lasów, a nawet szkodzi życiu morskiemu, czyniąc oceany bardziej kwaśnymi.
Teraz nadszedł czas, aby przyjrzeć się korzyściom procesu sekwestracji dwutlenku węgla.
1. Ograniczanie globalnego ocieplenia
Czy wiesz, że: Naturalny ekosystem pochłania około 55% emitowanego dwutlenku węgla, a 45% z niego pozostaje w atmosferze.
Sekwestracja dwutlenku węgla pomaga ograniczyć globalne ocieplenie poprzez magazynowanie CO2 wychwyconego z atmosfery.
2. Ochrona lasów i wzrostu drzew
Lasy pełnią funkcję pochłaniacza dwutlenku węgla i pochłaniają prawie 7.6 miliarda ton metrycznych CO2 rocznie. Ponadto, prawie 25% emisji dwutlenku węgla jest wychwytywane, co pomaga w łagodzeniu zmian klimatu. Sekwestracja dwutlenku węgla magazynuje nadmiar węgla z powietrza , zmniejszając presję na faunę i wspomagając jej naturalny rozwój.
3. Łagodzenie zakwaszenia oceanów
Około 30% emitowanego dwutlenku węgla jest absorbowane przez górną warstwę oceanów. Zwiększa to poziom kwasowości wody, ale dzięki zaletom sekwestracji dwutlenku węgla, oceany nie będą absorbować nadmiaru dwutlenku węgla. Zapobiegnie to niepotrzebnemu wzrostowi poziomu kwasowości i nie wpłynie negatywnie na życie morskie.
4. Zmniejszenie emisji dwutlenku węgla
Dzięki lepszym osiągnięciom technologicznym, magazynowane są większe ilości CO2. Pomaga to zmniejszyć stale zwiększający się poziom węgla w atmosferze.
5. Ochrona zasobów i zapobieganie pustynnieniu
Uszkodzenia wielu innych zasobów są powiązane ze szkodami wyrządzonymi lasom i ekosystemom. Sekwestracja węgla zmniejsza ilość CO2 pochłanianego przez te regiony, pomagając w ten sposób chronić zasoby.
Ponadto odgrywa ona ważną rolę w zapobieganiu pustynnieniu, czyli zamienianiu się lasów i łąk w pustynie z powodu zamierania plantacji i roślinności.
Przeczytaj także: Sekwestracja dwutlenku węgla a wychwytywanie dwutlenku węgla: jaka jest różnica?
Rodzaje sekwestracji węgla
Naukowcy poszukują nie tylko nowych metod sekwestracji, ale także sposobów na ponowne wykorzystanie węgla w produkcji różnych materiałów. Poniżej przedstawiono główne rodzaje sekwestracji CO2.
1. Biologiczny – Odbywa się poprzez fotosyntezę , która naturalnie magazynuje dwutlenek węgla w roślinach, drzewach, glebie i oceanach. Jest on magazynowany w korzeniach i liściach roślin i drzew.
Obecnie oceany pochłaniają ćwierć z 10 gigaton przemysłowego CO2 rocznie. Nie jest to jednak proces trwały, ponieważ zmienia się w zależności od temperatury, szczególnie w regionach polarnych.
2. Geologiczne – Polega na wtłaczaniu CO2 do podziemnych porowatych formacji skalnych. Ta metoda jest preferowana przez przemysł stalowy i metalowy, ale wciąż znajduje się na wczesnym etapie rozwoju i ma wiele ograniczeń. Tak, nadal istnieją wątpliwości co do jej długoterminowej opłacalności.
3. Technologiczny – Ta metoda przekształca węgiel w inne użyteczne produkty, takie jak metan , który jest wykorzystywany jako paliwo do wytwarzania energii elektrycznej lub napędzania pojazdów. Co więcej, jest on również przekształcany w grafen, który ostatnio uznano za lepszy zamiennik litu.
Inne metody, takie jak bezpośrednie wychwytywanie CO2 z powietrza, są wciąż w początkowej fazie rozwoju. Dlatego ich powszechne zastosowanie nie jest jeszcze opłacalne. Możesz jednak sprawdzić firmy oferujące technologie usuwania CO2.
4. Przemysłowe – W przypadku tego typu sekwestracji, chodzi o wykorzystanie metod spalania tlenowego, post-combustion lub pre-combustion w celu wydobycia węgla z elektrowni.
- Spalanie wstępne wychwytuje węgiel przed spaleniem paliwa. Robi to poprzez przekształcenie węgla w gaz syntezowy, a następnie oddzielenie wodoru od tlenku węgla.
- Dopalanie usuwa węgiel z gazów spalinowych.
- Na koniec, w celu magazynowania emisji, spalanie tlenowo-paliwowe spala paliwo z tlenem.
Czym jest sekwestracja węgla w rolnictwie i drzewach?
Pola uprawne mogą magazynować węgiel, zatrzymując gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla. Dzieje się to głównie w glebie. Podczas wzrostu rośliny przeprowadzają fotosyntezę, w trakcie której absorbują CO2, a następnie uwalniają tlen. Dzięki orce lub uprawie roli zmagazynowany węgiel może zostać uwolniony z powrotem do atmosfery. Jeśli rolnicy unikają uprawy roli, mogą zatrzymać węgiel w glebie i pomóc w walce ze zmianami klimatu.
Podczas fotosyntezy, sekwestracja w drzewach następuje, gdy pochłaniają dwutlenek węgla z atmosfery. Następnie przechowują go jako biomasę.
Zobacz także: Chińscy naukowcy odkryli gigantyczne globalne zasoby węgla w glebie
Metody sekwestracji węgla
Metody te skupiają się na różnych sposobach wychwytywania i magazynowania dwutlenku węgla z atmosfery. Obejmują one zarówno przekształcanie CO2 w użyteczne przedmioty, jak i ulepszanie naturalnych procesów, takich jak pielęgnacja gleby i leśnictwo. Omówmy szczegółowo te metody poniżej:
| Metoda wykonania | OPIS |
| Chemikalia CO2 | Konwersja CO2 do metanolu, mocznika lub polimerów przy użyciu katalizatorów |
| Paliwa CO2 | Produkcja paliw, takich jak metanol i paliwa syntetyczne, poprzez łączenie CO2 z wodorem |
| Mikroglony | Wysokowydajne przetwarzanie CO2 za pomocą mikroalg w paliwa i chemikalia |
| Materiały budowlane betonowe | Zastosowanie CO2 w utwardzaniu cementu lub produkcji kruszywa, zastępujące konwencjonalny cement |
| Odzyskiwanie ropy naftowej wspomagane CO2 (EOR) | Wstrzykiwanie CO2 do odwiertów naftowych w celu zwiększenia produkcji ropy naftowej |
| Bioenergia z wychwytywaniem i magazynowaniem dwutlenku węgla (BECCS) | Integracja wzrostu drzew, bioenergii i wychwytywania CO2 w celu wykorzystania CO2 |
| Ulepszone wietrzenie | Przyspieszone tworzenie się węglanów poprzez rozprowadzanie na lądzie pokruszonych skał, takich jak bazalt |
| Leśnictwo | Wykorzystanie drewna z nowych i istniejących lasów do magazynowania CO2 w budynkach |
| Sekwestracja węgla w glebie | Techniki zarządzania gruntami zwiększające plony rolne i magazynujące CO2 w glebie |
| Biowęgiel | Zastosowanie pirolizowanej biomasy do gleb w celu wykorzystania CO2 |
1. Chemikalia CO2 – CO2 jest przetwarzany w produkty takie jak metanol, mocznik lub polimery za pomocą katalizatorów. Jego potencjalne roczne wykorzystanie do 2050 roku wyniesie od 0.3 do 0.6 GtCO2, a koszt tony CO2 wyniesie od 80 do 300 dolarów.
2. Paliwa CO2 – W połączeniu z wodorem powstają paliwa takie jak synfuels i metanol, przydatne w transporcie. Ich koszt to około 670 dolarów.
3. Mikroalgi – Szacuje się, że do 2050 roku wysokowydajne mikroalgi będą przetwarzać CO2 na chemikalia i paliwa. Ich produkcja będzie zużywać od 0.2 do 0.9 Gt CO2 rocznie. Koszt ich produkcji szacuje się na 230–920 dolarów za tonę CO2.
4. Betonowe materiały budowlane – Możemy magazynować CO2 i zastępować nim konwencjonalny cement. CO2 może być wykorzystywany do utwardzania cementu lub produkcji kruszywa. W 2050 roku jego potencjalne wykorzystanie wyniesie od 0.1 do 1.4 GtCO2. Koszt tony CO2 może wynieść od 30 do 70 dolarów.
5. Wydobycie ropy wspomagane CO2 (EOR) – Wtłaczanie CO2 do odwiertów naftowych zwiększa wydobycie ropy. Do 2050 roku potencjalnie będziemy mogli zużywać od 0.1 do 1.8 GtCO2 rocznie. Koszt wydobycia tony CO2 wyniesie od 60 do 40 dolarów.
6. Bioenergia z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla (BECCS) – W 2050 roku będziemy mogli wykorzystać od 0.5 do 5 Gt CO2 rocznie, łącząc wzrost drzew, bioenergię i wychwytywanie CO2. Koszt może wahać się od 60 do 160 dolarów za tonę CO2.
7. Wzmocnione wietrzenie – rozprowadzanie na lądzie pokruszonego materiału skalnego, takiego jak bazalt, przyspieszy powstawanie węglanów z CO2. Poprawi to plony rolne. Jednak szacunki na rok 2050 są niedostępne.
8. Leśnictwo – Do 2050 roku drewno z nowych i istniejących lasów będzie mogło magazynować do 1.5 Gt CO2 w budynkach. Koszt wyniesie od 40 do 10 dolarów za tonę CO2.
9. Sekwestracja węgla w glebie – Oczekuje się, że techniki zarządzania gruntami zwiększą plony rolne do 2050 roku i pozwolą na magazynowanie około 0.9–1.9 GtCO2 rocznie. Koszt takiej sekwestracji wahałby się od 20 do 90 dolarów za tonę CO2.
10. Biowęgiel – szacuje się, że pirolizowana biomasa zastosowana do gleby będzie zużywać od 0.2 do 1 Gt CO2 rocznie do 2050 r. Koszt wyniesie około 65 USD za tonę CO2.
Odnośnik: Sekwestracja węgla w celu łagodzenia zmian klimatycznych
Dlaczego sekwestracja węgla jest ważna?
Znaczenie sekwestracji dwutlenku węgla wiąże się z jej zdolnością do walki ze zmianami klimatu. Dzieje się tak poprzez obniżanie poziomu CO2 w powietrzu . Ponadto sekwestracja zapewnia korzyści, takie jak oczyszczanie powietrza i wody oraz kontrolowanie powodzi. Utrzymuje ona nawet zdrowie ekosystemów, zwłaszcza lasów. Aby dowiedzieć się więcej o tych globalnych problemach, czytaj dalej nasze wpisy na blogu.
Koniecznie przeczytaj: 7 najważniejszych powodów, dla których wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla to zły pomysł
