Промышленные выбросы играют важную роль в увеличении содержания углерода в атмосфере. Эта проблема побудила ученых придумать способы удаления углеродного загрязнения из атмосферы, что делается путем его улавливания и хранения под землей. Однако улавливание углерода не только эффективно, но и вредно. Итак, давайте рассмотрим список из 6 преимуществ и недостатков улавливания углерода и выясним, как эффективно управлять CO2.
Значение удаления углекислого газа и прямого улавливания воздуха
Удаление углекислого газа (УУГ) — это совокупность различных подходов к удалению углекислого газа из атмосферы . К ним относятся секвестрация углерода в почве, прямой улавливание углерода из воздуха (DAC), усиленная минерализация, удаление углерода из биомассы и его хранение. Также сюда входят лесовосстановление или восстановление лесов и улавливание и хранение углерода в океане. По сути, это инструмент для решения проблем выбросов и декарбонизации различных секторов экономики.
Технология, использующая химические реакции для извлечения CO₂ из воздуха, называется прямым улавливанием из воздуха (Direct Air Capture, DAC). Воздух проходит над химическими веществами и вступает с ними в реакцию. CO₂ улавливается , а другие компоненты воздуха проходят через них. Для прямого улавливания из воздуха чаще всего используются твердые сорбенты и жидкие растворители, состоящие из распространенных химических веществ. Другие системы, находящиеся в разработке, используют электрохимические процессы. Извлеченный диоксид углерода закачивается глубоко под землю.
6 преимуществ и недостатков улавливания углерода
Процесс улавливания углерода позволяет извлекать CO₂ в точке выброса или из атмосферы. Улавливание и хранение углерода — один из наиболее эффективных методов извлечения CO₂ . Он выгоден для различных секторов экономики, социальной сферы и экологии.
Преимущества
По данным Института Грэнтема Лондонской школы экономики, единственной точной технологией улавливания углерода для сокращения выбросов промышленных предприятий является CCS. Кроме того, этот процесс имеет преимущества перед другими типами технологий удаления углерода.
1. Извлечение загрязняющих веществ
В одном из процессов улавливания и хранения углерода (CCS) кислород используется для сжигания топлива в кислородной среде, и в остаточных отходящих газах присутствует более высокая концентрация CO₂ . Это облегчает реакцию диоксида углерода с сорбентом в процессе и его отделение.
Твердые частицы, выделяющиеся при сжигании топлива в кислородной среде в процессе улавливания и хранения углерода, могут быть удалены с помощью электростатического осадителя . При сжигании топлива в кислородной среде используются высокие концентрации кислорода. Исследование, проведенное Аргоннской национальной лабораторией, показывает, что использование кислорода при сжигании приводит к снижению выбросов диоксида азота на 50% в процессе сгорания. Выбросы сокращаются вдвое по сравнению с использованием обычного воздуха.
2. Сокращение социальных затрат на углерод
Установки для улавливания и хранения углерода могут повысить общую производительность в сельскохозяйственном секторе. Прямое удаление CO₂ из источника снижает чистый ущерб, с которым сталкивается общество в целом.
Денежная стоимость предполагаемых затрат и выгод для общества от изменения климата, вызванного выбросами CO₂ в атмосферу, называется социальной стоимостью углерода. Обычно она определяется дополнительными тоннами выбросов углекислого газа в атмосферу за год.
3. Сокращение выбросов в атмосферу
Международное энергетическое агентство (МЭА) оценивает, что технология улавливания и хранения углерода (CCS) потенциально может сократить около 20% общих выбросов CO₂ от предприятий энергетической отрасли и промышленных объектов. На долю промышленности и предприятий энергетической отрасли приходится около 50% выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах. Наибольшее преимущество CCS заключается в возможности улавливания CO₂ непосредственно в этих точечных источниках.
4. Генерация возобновляемой энергии
Углекислый газ, хранящийся под землей, может быть использован для извлечения геотермального тепла из тех же мест. Таким образом, можно генерировать дополнительную возобновляемую энергию без дополнительных усилий. Паровые циклы в процессе улавливания углерода основаны на CO₂ и сжимают его до сверхкритического состояния. Таким образом, передается больше тепла, а пар сжимается с меньшими затратами энергии. После этого турбины работают более эффективно.
5. Производство новых химикатов
Уловленный углекислый газ может использоваться в производстве различных химических веществ и пластмасс, таких как полиуретан и полимеры. Его также можно добавлять в бетон для его упрочнения на этапе производства. Это повышает долговечность инфраструктуры.
6. Расширение возможностей трудоустройства
Для реализации проектов по улавливанию и хранению углерода требуются квалифицированные специалисты и рабочие. В этой области существует большой потенциал для расширения трудоустройства техников, инженеров и других смежных специалистов.
Далее, в разделе «Преимущества и недостатки улавливания углерода» мы рассмотрели недостатки этой системы. Посмотрите ниже.
Недостатки
Да, эта самая выгодная технология имеет несколько проблем, связанных с ее реализацией. В некоторых ее областях еще есть возможности для улучшений.
1. Возможно просачивание
Согласно Межправительственной панели по изменению климата (IPCC), любая утечка CO₂ из трубопровода с концентрацией от 7% до 10% в атмосферном воздухе может представлять непосредственную угрозу для человека. Хотя частота аварий при транспортировке на объектах CCS относительно низка, потенциальный риск утечек сохраняется.
Утечки в подземных сооружениях также возможны. Внезапная утечка CO₂ в месте закачки может представлять опасность для людей и животных, проживающих поблизости. Утечки из инъекционных скважин или трещин в горных породах могут потенциально загрязнить почву и грунтовые воды в этом районе. Кроме того, если CO₂ вызовет сейсмическую активность, это может нарушить покой в этом районе.
2. Негативное влияние на процесс добычи нефти
Усовершенствованная добыча нефти — одно из современных применений уловленного углекислого газа. Использование процесса улавливания и хранения углерода для добычи нефти может свести на нет его основную цель. Уловленный CO₂ закупается нефтяными компаниями и закачивается в истощенные нефтяные сквалы. Таким образом, они могут добраться до нефти, недоступной иным способом. Сжигание этой нефти в конечном итоге приведет к выбросу углекислого газа обратно в атмосферу. Таким образом, основная цель улавливания и хранения углерода теряется.
3. Причины перерасхода средств
Внедрение технологии улавливания и хранения углерода (CCS) на электростанциях и в промышленности приводит к увеличению общей стоимости конечного продукта. В своем исследовательском отчете Университет Юты упомянул о росте затрат на электроэнергию на 50-80% , необходимом для покрытия расходов на внедрение этой технологии.
Большинство регионов не внедряют регулирующие инструменты для поощрения или стимулирования внедрения CCS. Это главная причина столь значительного роста цен на оборудование, инфраструктуру, логистику и материалы для CCS.
4. Образование синтез-газа
Одним из главных недостатков методов прямого улавливания углекислого газа из воздуха является то, что топливо обрабатывается, в результате чего образуется смесь оксида углерода и водорода. Эта смесь, известная как синтез-газ , реагирует с водой, образуя водород, который также имеет высокую концентрацию CO₂ . В целом, этот процесс делает улавливание более сложным и трудоемким.
5. Отрицательный общественный Pвосприятие
Независимо от преимуществ и недостатков системы улавливания и хранения углерода, без поддержки людей ее трудно практиковать на общем уровне. Установки улавливания и хранения углерода представляют определенные угрозы и риски для жизни и здоровья людей и животных. Поэтому она не так популярна среди населения. Кроме того, в исследовании, проведенном в Санкт-Петербургском горном университете, Россия, ученые отметили, что осведомленность населения о CCS в основном низкая во многих частях мира.
Однако люди, знающие о CCS, имеют положительные или нейтральные отзывы о нем. Но они скептически относятся к месту хранения углерода.
6. Неопределенность хранения
Агентство по охране окружающей среды (EPA) подсчитало, что не все страны могут должным образом внедрить технологию улавливания и хранения углерода (CCS), поскольку у них недостаточно мощностей для хранения CO₂ . По мнению исследователей из Университета науки и технологий Халифы, сложно точно рассчитать мощности различных хранилищ. Это указывает на то, что объемы улавливаемого и хранимого CO₂ различаются в разных странах.
Ученый Массачусетского технологического института (MIT) подсчитал, что на ближайшие 100 лет у США достаточно возможностей для хранения. Но за пределами этого срока все неопределенно.
Читайте также : Сколько углеродных кредитов на акр деревьев?
6 способов удаления углеродного загрязнения из атмосферы
Помимо улавливания и хранения углерода путем прямого улавливания из воздуха, существуют и другие способы удаления CO₂ . После ознакомления с преимуществами и недостатками улавливания углерода, давайте рассмотрим способы удаления углеродного загрязнения из атмосферы.
1. Сельскохозяйственная практика
Покровные культуры выращиваются с помощью методов регенеративного земледелия. Это включает в себя сокращение вспашки и увеличение использования биоугля, что способствует процессу сокращения выбросов CO₂ . Биоуголь — это разновидность древесного угля, производимого из растительного материала.
2. Биомасса
Все органические вещества содержат большое количество углерода. Однако удаление углерода с помощью биомассы подразумевает преобразование этого вещества в решения для долговременного хранения углерода. Этот метод включает захоронение, биомасло или биоуголь. Он известен как биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS). В этом методе выращиваются энергетические культуры для поглощения CO₂ , а затем эти растения сжигаются для выработки электроэнергии. Уловленный CO₂ навсегда закапывается под землю.
3. Управление лесами
Это включает в себя лесовосстановление и восстановление лесов, а также улучшенное управление лесами (УУЛ), например, отложенную вырубку. Деревья — это самый эффективный и естественный способ снижения загрязнения воздуха CO₂ . Помимо посадки деревьев , важно поддерживать существующие леса. Этого можно достичь всего за 20 долларов за тонну поглощенного CO₂.
После таких нарушений, как лесные пожары, следует применять методы быстрого восстановления лесов. Можно принять лесопастбища, посредством которых деревья могут быть включены в системы животноводства. Можно принять агролесоводство пахотных земель, систему пропашного земледелия, городское лесовозобновление и аналогичные процессы.
4. Минерализация
Этот метод основан на использовании соединений, которые естественным образом реагируют с CO₂ и переводят его в твердое состояние. Минерализация происходит над или под землей в процессе усиленного выветривания. Оба метода являются формами искусственного удаления углерода.
5. Удаление океанического углерода и прибрежный синий углерод
Растения и отложения вблизи болотистых земель вокруг моря обладают высоким потенциалом для хранения углерода. Здесь рассматриваются такие области, как мангровые заросли, водорослевые заросли и приливные зоны. Наибольший запас углерода на единицу площади экосистемы содержится в этих водно-болотных угодьях. Но чрезмерная эксплуатация этих территорий может превратить их в источники выбросов, а не в хранилища.
6. Значение почвы в процессе удаления углерода
Существуют также методы, непосредственно связанные с почвой, для удаления углерода из атмосферы. К таким методам относятся регенеративный выпас скота и сельское хозяйство, а также улучшение состава почвы. Регенеративные методы приводят к повышению урожайности, что дополнительно снижает выбросы углерода в атмосферу и способствует связыванию преобладающего CO₂.
См. также : Microsoft готова улавливать и хранить свои выбросы углекислого газа под землей
8 способов регулирования выбросов CO2
Углекислый газ активно способствует глобальному потеплению и быстрым климатическим изменениям. Удаление CO₂ из атмосферы в настоящее время является самой большой проблемой. Но без необходимых мер и шагов, предпринятых нынешним поколением, это будет гораздо опаснее для будущих поколений. После рассмотрения преимуществ и недостатков улавливания и хранения углерода, теперь рассмотрим возможные способы регулирования выбросов CO₂.
1. Декарбонизация производственного процесса
Заводы и промышленные предприятия являются основными источниками выбросов CO₂ . Им необходимо максимально избегать и сокращать выбросы CO₂ в процессе производства. В технических процессах следует избегать использования ископаемого топлива. Вместо этого можно использовать экологически чистые альтернативы или заменители топлива, такие как водород или «зеленая» энергия.
Кроме того, существует потребность в новых производственных процессах, не включающих углекислый газ. Особенно для некоторых промышленных процессов, таких как процессы производства алюминия, которые не могут работать без углерода.
2. Экономьте энергию и электроэнергию
Поддержание правильной температуры для вашего кондиционера и обогревателя очень важно. Поэтому летом поддерживайте температуру 78° по Фаренгейту (25° по Цельсию), а зимой — 67° по Фаренгейту (19° по Цельсию). Это позволит сэкономить энергию и значительно снизить расходы на электроэнергию.
Выключать свет и вентиляторы важно, но не менее важно и отключать устройства. Подключенные устройства также потребляют электроэнергию, даже если они не используются.
3. Избегайте пластика
Наиболее распространенное использование пластика в вашей жизни включает не пакеты для покупок, а бутылки для воды. Вместо этого вы должны использовать многоразовые или термобутылки, которые прослужат вам дольше и при любых температурах. Да, пластиковые бутылки для воды являются важной частью жизни каждого человека, но уже давно пора, и вы должны принять изменения.
4. Сокращение свалок
Не выбрасывайте не подлежащие утилизации предметы на свалку. Предметы, которые вам больше не нужны, продайте или пожертвуйте (если они в пригодном состоянии). Вещи, которые нельзя использовать повторно, вы всегда можете попробовать переработать и использовать повторно.
5. Экономьте топливо
Соблюдение правил дорожного движения и вождение с ограничением скорости сэкономит топливо и сократит выбросы. Используйте педаль газа осторожно, припаркуйтесь и идите пешком, чтобы получить заказ, вместо того, чтобы ждать в автокафе с включенным двигателем.
Для более длинных расстояний пользуйтесь общественным транспортом, карпулингом или подобными способами хотя бы раз в неделю. Таким образом, вы не будете добавлять больше выбросов углерода в атмосферу.
6. Поддерживайте шины в хорошем состоянии
Поддерживайте шины автомобиля в надлежащем состоянии и регулярно проводите регулировку. Спущенные шины создают большее давление и требуют больше усилий для движения, что в свою очередь приводит к трате бензина и увеличению выбросов вашего автомобиля.
7. Предпочитайте стирку в холодной воде
Да, используйте циклы холодной воды для стирки одежды и стирки при полной загрузке. Это снижает потребление воды и энергии. Плюс, это экономит время и деньги.
8. Регуляризируйте ходьбу
Использование велосипедов или автомобилей на короткие расстояния увеличивает загрязнение и тратит ваше время, когда вы застряли в пробке. Вот почему мы рекомендуем вам регулярно ходить пешком на короткие расстояния. Вы получите гораздо больше пользы от этого и с точки зрения здоровья.
Преимущества и недостатки улавливания и хранения углерода дают четкое представление о том, как следует контролировать выбросы CO₂ . Также это показывает, как на конечный результат влияют и насколько он неопределен из-за таких причин, как неопределенность емкости и местоположения хранилищ. Несмотря на полезность системы, без надлежащей информации и мер люди относятся к ней скептически. Поделитесь этой информацией и расскажите о CCS, повысьте осведомленность.
Рекомендуем: Что такое программа субсидирования солнечных водонагревателей в Австралии?
