Улавливание и хранение углерода (УХУ) — важнейший метод смягчения глобального потепления за счет сокращения выбросов углерода. Этот процесс включает три этапа: улавливание выбросов углекислого газа от производства электроэнергии или промышленных процессов, таких как производство стали и цемента, транспортировка уловленного CO2 и его безопасное хранение под землей.
Как функционирует CCS?
Процесс CCS включает три основных этапа:
- Улавливание углекислого газа: Углекислый газ (CO2) изолируется от других газов, образующихся в ходе промышленных операций, например, на угольных и газовых электростанциях, сталелитейных или цементных заводах.
- Транспорт: Уловленный CO2 сжимается и транспортируется по трубопроводам, автомобильным транспортом или судами в специально отведенное место хранения.
- Хранение: Затем CO2 закачивается глубоко под землю в горные породы для долгосрочного и безопасного хранения.
См. также: Что такое улавливание углерода?
Как CCS способствует борьбе с глобальным потеплением?
Для достижения цели Парижского соглашения по ограничению повышения температуры до 1.5°C (2.7°F) МГЭИК подчеркивает необходимость не только активизации усилий по сокращению выбросов , но и внедрения технологий извлечения углерода из атмосферы. Технология улавливания и хранения углерода (CCS) относится к числу таких технологий и может сыграть значительную роль в борьбе с глобальным потеплением.
Где хранятся выбросы углерода в системах CCS?
Углеродные выбросы могут храниться в различных местах, чаще всего это соленые водоносные горизонты или истощенные нефтегазовые месторождения , расположенные, как правило, на глубине 0.62 мили (1 км) и более под землей.
Например, в предлагаемом в Великобритании проекте «Нулевой выброс углерода в Хамбере » выбросы углерода будут храниться в соленом водоносном горизонте под названием «Эндьюранс», расположенном в южной части Северного моря, примерно в 1.6 км под морским дном, что обеспечит значительную емкость для хранения.
Аналогичным образом, в Соединенных Штатах расположено множество крупных хранилищ углерода, таких как проект Citronelle в Алабаме , где углерод закачивается в соленый резервуар на глубину приблизительно 1.8 мили (2.9 км).
Как работает улавливание углерода?
Это процесс, который предотвращает попадание выбросов углерода в атмосферу путем их повторного использования или хранения под землей в таких местах, как выведенные из эксплуатации нефтяные и газовые резервуары, шахты или проницаемые породы, такие как соленые водоносные горизонты.
Этот процесс использует различные методы для сокращения выбросов углекислого газа, включая естественные экосистемы, которые преобразуют атмосферный углерод в биомассу, в частности, посредством посадки деревьев. Он также включает:
1. Улавливание углекислого газа после сжигания: Этот метод ориентирован на выбросы дымовых газов из дымовых труб угольных или газовых электростанций, а также промышленных предприятий, производящих такие материалы, как бетон и сталь. Он включает сбор выбросов из различных источников, в том числе с заводов по производству этанола на Среднем Западе. Технологии после сжигания используют химические вещества, такие как амины, для эффективного извлечения углекислого газа из дымовых газов. Амины связываются с CO2 при низких температурах и высвобождают его при нагревании, в результате чего получается практически чистый углекислый газ.
2. Прямое улавливание углекислого газа из воздуха: Часто представляемое как массивный воздушный фильтр , это, несомненно, дорогостоящий и энергоемкий процесс из-за его способности поглощать значительные объемы углекислого газа. Несмотря на получение финансирования для испытательных площадок в рамках Закона об инвестициях в инфраструктуру и создании рабочих мест , существуют ограничения, касающиеся стоимости и энергопотребления. Улавливание углерода оказывается наиболее эффективным при воздействии на источники с повышенной концентрацией углекислого газа, такие как выбросы от производства этанола или цемента.
3. Транспортировка и хранение: После улавливания изолированный диоксид углерода сжимается до жидкого состояния для транспортировки по трубопроводам к местам использования или хранения. Проекты трубопроводов направлены на транспортировку диоксида углерода с заводов по производству этанола на Среднем Западе в Северную Дакоту и Иллинойс. Тем не менее, сохраняются опасения относительно безопасности и управления трубопроводами.
4. Использование и секвестрация: Углекислый газ имеет коммерческое применение, например, для газирования напитков и повышения эффективности добычи нефти путем закачки его в стареющие нефтяные скважины . Однако экологи скептически относятся к технологиям, использующим уловленный углерод для извлечения большего количества ископаемого топлива, что может привести к увеличению выбросов углерода.
В качестве альтернативы, углекислый газ можно хранить под землей , чтобы предотвратить его выброс в атмосферу. Это предполагает закачку углекислого газа глубоко под землю в подходящие горные породы, обеспечивая долговременное хранение за счет использования пористых и проницаемых пород, таких как песчаник или известняк, с верхним слоем плотной породы, предотвращающим просачивание углекислого газа обратно на поверхность.
Также ознакомьтесь с преимуществами и недостатками улавливания углерода.
Чем улавливание и хранение углерода (CCS) отличается от улавливания, использования и хранения углерода (CCUS)?
Помимо CCS, существует связанная концепция, известная как CCUS, что расшифровывается как улавливание, использование и хранение углерода. В отличие от CCS, CCUS фокусируется не только на хранении углерода, но и исследует потенциал повторного использования уловленного углерода в промышленных целях , таких как производство пластмасс, бетона или биотоплива.
Рекомендуется: Улавливание углерода против улавливания углерода: в чем разница?
