В своем стремлении найти решения для защиты нашей планеты от изменения климата ученые обратились к секвестрации углерода. Но лесные экосистемы не так просты, мы не можем просто ввести секвестрацию, просто посадив больше деревьев. Нужно больше. В этом блоге, раскрывая эту практику, мы также узнаем о преимуществах, типах и методах секвестрации углерода.
Преимущества секвестрации углерода
Суть этого процесса заключается в хранении углекислого газа (CO2), улавливаемого на заводах или непосредственно из воздуха. Уловленный CO2 затем безопасно перемещается и хранится под землей на постоянной основе.
Хранение CO2 становится важным, поскольку связанные с ним выбросы нагревают климат Земли. Это происходит способами, которые не наблюдались миллионы лет, такими как штормы, наводнения и лесные пожары, и даже наносит вред морской жизни, делая океаны более кислыми.
Теперь пришло время изучить преимущества процесса связывания углерода.
1. Уменьшение глобального потепления
Знаете ли вы: Естественная экосистема поглощает около 55% выбрасываемого углерода, а 45% остается в атмосфере.
Связывание углерода помогает снизить глобальное потепление за счет хранения CO2, извлеченного из атмосферы.
2. Защита лесов и роста деревьев
Леса выступают в качестве поглотителей углерода, поглощая почти 7.6 миллиарда метрических тонн CO2 ежегодно. Кроме того, они улавливают почти 25% выбросов углерода, тем самым способствуя смягчению последствий изменения климата. Поглощение углерода из воздуха снижает нагрузку на фауну и помогает ей процветать в естественных условиях.
3. Снижение закисления океана
Около 30% выброшенного углерода поглощается верхним слоем океанов. Это повышает уровень кислотности воды, но благодаря преимуществам поглощения углерода океаны не будут поглощать избыток углерода. Это предотвратит ненужное повышение уровня кислотности и не окажет негативного воздействия на морскую жизнь.
4. Сокращение выбросов углерода
Благодаря лучшим технологическим достижениям, большее количество CO2 хранится. Это помогает сократить постоянно растущий уровень углерода в атмосфере.
5. Защита ресурсов и предотвращение опустынивания
Ущерб, наносимый многим другим ресурсам, связан с ущербом, наносимым лесам и экосистемам. Связывание углерода сокращает количество CO2, поглощаемого этими регионами, тем самым помогая защищать ресурсы.
Более того, оно играет важную роль в предотвращении опустынивания, при котором леса и луга превращаются в пустыни из-за гибели плантаций и растительности.
Читайте также: Улавливание углерода против улавливания углерода: в чем разница?
Типы депонирования углерода
Исследователи ищут не только новые методы улавливания CO₂, но и способы повторного использования углерода в производстве различных материалов. Ниже перечислены основные типы улавливания CO₂.
1. Биологический – это процесс, осуществляемый посредством фотосинтеза для естественного хранения углекислого газа в растениях, деревьях, почве и океанах. Он накапливается в корнях и листьях растений и деревьев.
В настоящее время океаны поглощают четверть от 10 гигатонн промышленного CO2 ежегодно. Однако это не постоянный процесс, поскольку он меняется в зависимости от температуры, особенно в полярных регионах.
2. Геологический метод – он включает в себя закачку CO2 в подземные пористые горные породы. Этот метод предпочтителен для сталелитейной и металлургической промышленности, но он все еще находится на ранней стадии развития и имеет множество ограничений. Да, до сих пор существуют неопределенности относительно долгосрочной жизнеспособности.
3. Технологический метод – Этот метод преобразует углерод в другие полезные продукты, такие как метан , который используется в качестве топлива для выработки электроэнергии или питания транспортных средств. Кроме того, он также преобразуется в графен, который в последнее время называют лучшей заменой лития.
Другие методы, такие как прямое улавливание CO2 из воздуха, все еще находятся на начальных этапах разработки. Поэтому для широкого применения они пока экономически нецелесообразны. Однако вы можете ознакомиться с компаниями, предлагающими технологии удаления CO2.
4. Промышленный – Что касается этого типа секвестрации, то он заключается в использовании методов кислородно-топливной, дожигательной или предварительной обработки топлива для извлечения углерода из электростанций.
- Предварительное сжигание улавливает углерод до сгорания топлива. Он делает это путем преобразования угля в синтез-газ, а затем отделяет водород от оксида углерода.
- Дожигание удаляет углерод из выхлопных газов.
- Наконец, для хранения выбросов, кислородно-топливное сжигание сжигает топливо с кислородом.
Что такое секвестрация углерода в сельском хозяйстве и деревьях?
Сельскохозяйственные поля могут накапливать углерод, улавливая парниковые газы, такие как углекислый газ. Это происходит главным образом в почве. Когда культуры растут, они фотосинтезируют, поглощая CO2 в процессе фотосинтеза и выделяя кислород. Благодаря вспашке или обработке почвы накопленный углерод может высвобождаться обратно в воздух. Если фермеры избегают обработки почвы, они могут сохранять углерод в почве и помогать бороться с изменением климата.
В процессе фотосинтеза происходит секвестрация в деревьях, когда они поглощают углекислый газ из атмосферы. Затем они хранят его в виде биомассы.
См. также: Китайские исследователи раскрыли информацию о гигантском глобальном хранилище углерода в почве.
Методы связывания углерода
Эти методы фокусируются на различных способах улавливания и хранения углекислого газа из атмосферы. Они варьируются от превращения CO2 в полезные предметы до улучшения естественных процессов, таких как уход за почвой и лесное хозяйство. Давайте подробно обсудим эти методы ниже:
| Способ доставки | Описание |
| CO2 Химические вещества | Превращение CO2 в метанол, мочевину или полимеры с использованием катализаторов |
| CO2-топливо | Производство топлива, такого как метанол и синтетическое топливо, путем соединения CO2 с водородом |
| микроводорослей | Высокоэффективные микроводоросли, перерабатывающие CO2 в топливо и химикаты |
| Бетонные строительные материалы | Использование CO2 при отверждении цемента или производстве заполнителей, замена традиционного цемента |
| Повышение нефтеотдачи пласта с помощью CO2 (EOR) | Закачка CO2 в нефтяные скважины для увеличения добычи нефти |
| Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS) | Интеграция роста деревьев, биоэнергетики и улавливания CO2 для утилизации CO2 |
| Улучшенное выветривание | Ускоренное образование карбоната за счет распространения измельченных пород, таких как базальт, по суше |
| Лесное хозяйство | Использование древесины из новых и существующих лесов для хранения CO2 в зданиях |
| Поглощение углерода почвой | Методы управления земельными ресурсами, повышающие урожайность сельскохозяйственных культур и сохраняющие CO2 в почве |
| Биоуголь | Внесение пиролизованной биомассы в почвы для утилизации CO2 |
1. Химические продукты на основе CO2 – CO2 преобразуется в такие продукты, как метанол, мочевина или полимеры, с использованием катализаторов. Потенциальный годовой объем его использования к 2050 году составит от 0.3 до 0.6 Гт CO2, а стоимость одной тонны CO2 – от 80 до 300 долларов.
2. CO2-топливо – При смешивании с водородом образуются такие виды топлива, как синтетическое топливо и метанол, которые используются в транспортной отрасли. Их стоимость составляет около 670 долларов за тонну.
3. Микроводоросли – Предполагается, что к 2050 году высокоэффективные микроводоросли будут перерабатывать CO2 в химические вещества и топливо. Для их производства будет использоваться от 0.2 до 0.9 Гт CO2 в год. Стоимость переработки оценивается в 230–920 долларов за тонну CO2.
4. Строительные материалы из бетона – Мы можем хранить CO2 и заменить традиционный цемент. CO2 может использоваться для твердения цемента или в производстве заполнителей. К 2050 году потенциал его использования составит от 0.1 до 1.4 Гт CO2. Стоимость одной тонны CO2 может составлять от 30 до 70 долларов.
5. Повышение нефтеотдачи с помощью CO2 (EOR) – Закачка CO2 в нефтяные сквалы повышает добычу нефти. К 2050 году мы потенциально сможем использовать от 0.1 до 1.8 Гт CO2 в год. Стоимость составит от 60 до 40 долларов за тонну CO2.
6. Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS) – К 2050 году мы сможем использовать от 0.5 до 5 Гт CO2 в год, сочетая рост деревьев, биоэнергетику и улавливание CO2. Стоимость может составлять от 60 до 160 долларов за тонну CO2.
7. Усиленное выветривание – Распределение измельченных горных пород, таких как базальт, по суше приведет к ускоренному образованию карбонатов из CO2. Это повысит урожайность сельскохозяйственных культур. Однако прогнозы на 2050 год пока недоступны.
8. Лесное хозяйство – К 2050 году древесина как из новых, так и из существующих лесов сможет поглощать до 1.5 Гт CO2 в зданиях. Это обойдется от 40 до 10 долларов за тонну CO2.
9. Секвестрация углерода в почве – Ожидается, что методы управления земельными ресурсами позволят повысить урожайность сельскохозяйственных культур к 2050 году и ежегодно аккумулировать от 0.9 до 1.9 Гт CO2. Стоимость составит от 20 до 90 долларов за тонну CO2.
10. Биоуголь – ожидается, что пиролизованная биомасса, внесенная в почву, будет расходовать от 0.2 до 1 Гт CO2 в год к 2050 году. Это обойдется примерно в 65 долларов за тонну CO2.
Ссылка на источник: Секвестрация углерода для смягчения последствий изменения климата
Почему важно связывание углерода?
Важность поглощения углерода связана с его способностью бороться с изменением климата. Оно делает это, снижая уровень CO2 в воздухе . Кроме того, оно приносит такие преимущества, как очистка воздуха и воды и контроль наводнений. Оно даже поддерживает здоровье экосистем, особенно лесов. Чтобы узнать больше об этих глобальных проблемах, продолжайте читать наши статьи в блоге.
Обязательно к прочтению: 7 главных причин, почему улавливание и хранение углерода — плохая идея.
