Učenje zajemanja in shranjevanja ogljikovega dioksida je eden od načinov, s katerim želijo znanstveniki odložiti učinke segrevanja ozračja. Znanstvena skupnost zdaj to prakso vidi kot bistveni del reševanja podnebnih sprememb . To se doseže z različnimi vrstami sekvestracije ogljika.
Ogljikov dioksid je plin, ki zadržuje toploto in nastaja tako v naravi kot pri človeških dejavnostih. Ogljikov dioksid, ki ga ustvari človek, lahko izvira iz sežiganja premoga, zemeljskega plina in nafte za proizvodnjo energije.
Biološki ogljikov dioksid lahko izvira iz razpadajoče organske snovi, gozdnih požarov in drugih sprememb rabe zemljišč.
Kopičenje ogljikovega dioksida in drugih 'toplogrednih plinov' v ozračju lahko ujame toploto in prispeva k podnebnim spremembam. Proces sekvestracije ogljika lahko upočasni segrevanje ozračja.
Sekvestracija ogljika zavaruje ogljikov dioksid, da prepreči vstop v Zemljino atmosfero.
Ideja je stabilizirati ogljik v trdni in raztopljeni obliki, tako da ne povzroča segrevanja ozračja. Postopek izjemno obljublja zmanjšanje človeškega "ogljičnega odtisa".
Kaj je sekvestracija ogljika?
Sekvestracija ogljika je praksa zajemanja ali odstranjevanja ogljika iz ozračja in njegovega shranjevanja. Je eden od mnogih pristopov, ki se uporabljajo za reševanje problema podnebnih sprememb.
To lahko pomeni tudi odstranitev toplogrednih plinov iz ozračja in njihovo dolgoročno shranjevanje ogljika, da se prepreči segrevanje planeta.
Preprečevanje nadaljnjega segrevanja zemeljskega ozračja zahteva ogromen skupni napor človeštva. Od prenehanja naše odvisnosti od goriv, ki oddajajo ogljik, do vzpostavitve cilja ničelnih neto emisij do leta 2050, je vsaka možna rešitev pomembna, če želimo ustaviti podnebne spremembe brez primere.
Skupaj s prehodom na čiste energetske sisteme in razogljičenjem praks z visokimi emisijami, kot sta gradnja ali promet. Človeštvo si usklajeno prizadeva odstraniti ogljik iz našega ozračja s prilagajanjem načinov gradnje, porabe, potovanja in ustvarjanja energije.
Toda metode, kot je sekvestracija ogljika, kažejo, kako lahko sodelujemo z naravnim okoljem pri reševanju podnebne krize.
Kaj je vključeno v proces sekvestracije ogljika?
Zajemanje in sekvestracija ogljika sledita procesu v treh korakih, ki vključuje:
- Zajem ali zavarovanje ogljikovega dioksida iz industrijskih procesov ali elektrarn
- Transport ujetega in stisnjenega ogljikovega dioksida
- Skladiščenje ogljikovega oksida v globokih podzemnih skalnih formacijah
Vrste sekvestracije ogljika
Ker industrije po vsem svetu vsako leto izpustijo 10 gigaton (ena milijarda ton) toplogrednih plinov, je potreba po sekvestraciji ogljika velika.
Tukaj je nekaj vrst sekvestracije ogljika, ki vam bodo pomagale obravnavati globalno segrevanje in podnebne spremembe na individualni osnovi.
- Sekvestracija v gozdovih
- Sekvestracija v tleh
- Neposredni zajem zraka (DAC) in shranjevanje
- Sekvestracija na travnikih
- Sekvestracija mokrišč
- Sekvestracija ogljika v oceanu
- Elektrarna za zajemanje in shranjevanje ogljika (CCS).
- Konstruirane molekule
- Geološka sekvestracija ogljika
- Industrijska sekvestracija ogljika
1. Sekvestracija v gozdovih
Gozdovi in gozdovi so priznani kot ena najboljših oblik naravnega skladiščenja ogljika.
Gozdovi v povprečju shranijo dvakrat več ogljika, kot ga oddajo, medtem ko je ocenjeno, da se približno 25 % emisij ogljika zadrži v pokrajinah, bogatih z gozdovi, kot so pašniki in travniki (polja, prerije, grmišča itd.).
Ko drevesa, veje in listi odmrejo in padejo na tla, sprostijo ogljik, ki so ga shranili v prst.
Zagotavljanje in ohranjanje takšnega naravnega okolja je zato ključnega pomena za zagotovitev učinkovitega zajemanja CO2 s strani ponorov ogljika. Največjo grožnjo temu naravnemu procesu predstavljajo gozdni požari in človeške dejavnosti, kot so krčenje gozdov , gradnja ali intenzivno kmetijstvo.
2. Sekvestracija v tleh
Rastline lahko s fotosintezo zajamejo ogljik v tleh in ga lahko shranijo kot organski ogljik v tleh (SOC).
Kot taki kmetijski ekosistemi razgrajujejo in izčrpavajo raven organskega ogljika v tleh. Prav tako se lahko preko barij, šote in močvirij ogljik zajame in shrani kot karbonati.
Ti karbonati se kopičijo tisočletja, ko se CO2 meša z drugimi mineralnimi elementi, kot so kalcijevi ali magnezijevi minerali, in v puščavskih in sušnih tleh tvorijo »kališe«.
Sčasoma se ta ogljik, shranjen v karbonatih, sprosti iz zemlje, vendar ne za zelo dolgo časa – v nekaterih primerih po več kot 70,000 letih, medtem ko organska snov v tleh shranjuje ogljik več let.
Znanstveniki iščejo načine za pospešitev procesa tvorjenja karbonatov z dodajanjem fino zdrobljenih silikatov v prst, da bi ogljik shranili dlje časa.
3. Neposredni zajem zraka (DAC) in shranjevanje
Ta pristop uporablja kemikalije ali trdne snovi za zajemanje plina iz redkega zraka, nato pa ga, kot v primeru BECCS, shrani za dolgo pot pod zemljo ali v dolgotrajnih materialih.
To je način, s katerim se ogljik zajema neposredno iz zraka z uporabo naprednih tehnološko naprednih rastlin. Ugotovljeno je bilo, da lahko neposredno zajemanje zraka teoretično odstrani CO2 iz zraka tisočkrat učinkoviteje kot rastline.
Ta postopek se že uporablja v podmornicah pod površjem oceana in v vesoljskih plovilih daleč nad njim. Vendar pa je ta proces energetsko intenziven in drag, saj znaša od 500 do 800 USD na tono odstranjenega ogljika.
Čeprav so tehnike, kot je neposredno zajemanje zraka, lahko učinkovite, so še vedno predrage, da bi jih izvajali v množičnem obsegu.
Primeri so zabojniki za sekvestracijo ogljika iz Lacknerja z univerze Arizona State, skupaj z drugimi projekti, kot je pravkar odprti obrat za lovljenje ogljika Climeworks v Švici.
4. Sekvestracija na traviščih
Medtem ko se gozdovi običajno pripisujejo pomembnim ponorom ogljika, lahko travišča tudi vežejo več ogljika pod zemljo in ko zgorijo, ogljik ostane fiksiran v koreninah in tleh namesto v listju in lesni biomasi.
Travišča in pašniki so bolj zanesljiva območja za shranjevanje ogljika kot gozdovi zaradi hitrih gozdnih požarov in krčenja gozdov, ki prizadenejo gozdove.
Gozdovi sicer lahko shranijo več ogljika kot travniki, vendar so lahko v nestabilnih razmerah zaradi podnebnih sprememb travišča bolj odporna.
5. Sekvestracija mokrišč
Kot vse rastline tudi mokrišča črpajo ogljik iz zraka v obliki ogljikovega dioksida in ga shranijo v biomaso. Znani so kot pomembne naravne dobrine, ki lahko prevzamejo atmosferski ogljik in omejijo poznejše izgube ogljika, da omogočijo dolgoročno shranjevanje.
Z njimi je mogoče načrtno upravljati, da se zagotovi naravna rešitev za ublažitev podnebnih sprememb, pa tudi za pomoč pri izravnavi neposrednih izgub mokrišč zaradi različnih sprememb rabe zemljišč in naravnih dejavnikov. Poleg tega mokrišča, kot so šotišča, zajemajo ogljik z večjo gostoto ogljika na hektar kot gozdna ali kmetijska zemljišča.
6. Sekvestracija ogljika v oceanu
Vodna okolja in velike vodne površine so tudi odlični absorberji CO2 . Oceani vsako leto iz ozračja absorbirajo približno 25 odstotkov ogljikovega dioksida, ki ga izpuščajo človeške dejavnosti.
Ogljik gre v ocean v obe smeri. Ko se ogljikov dioksid sprosti v ozračje iz oceana, ustvari tako imenovani pozitivni atmosferski tok. Negativni tok se nanaša na ocean, ki absorbira ogljikov dioksid. Zamislite si te tokove kot vdih in izdih, kjer skupni učinek teh nasprotujočih si smeri določa skupni učinek.
Hladnejši in s hranili bogatejši deli oceana lahko absorbirajo več ogljikovega dioksida kot toplejši deli. Zato polarne regije običajno služijo kot ponori ogljika. Do leta 2100 naj bi bil velik del svetovnega oceana velik ponor ogljikovega dioksida. Ta ogljik se večinoma zadržuje v zgornjih plasteh oceanov. Vendar pa lahko prekomerni ogljik zakisa vodo, kar ogroža biotsko raznovrstnost v spodnjih plasteh.
7. Elektrarna za zajemanje in shranjevanje ogljika (CCS).
CCS vključuje zajemanje ogljikovega dioksida, ki nastane pri proizvodnji energije ali industrijski dejavnosti, kot sta proizvodnja cementa ali jekla. Ta CO2 se nato stisne in prenese v globoke podzemne objekte, kjer se vbrizga v skalne formacije za trajno shranjevanje.
8. Konstruirane molekule
Znanstveniki razvijajo molekule, ki lahko spremenijo obliko z ustvarjanjem novih vrst spojin, ki lahko zadržijo in zajamejo ogljikov dioksid iz zraka.
Ustvarjene molekule delujejo kot filter in pritegnejo le element, za katerega so bile ustvarjene. V praksi bi to lahko predstavljalo učinkovit način ustvarjanja surovin ob zmanjševanju atmosferskega ogljika.
9. Geološka sekvestracija ogljika
Ta proces obravnava shranjevanje ogljikovega dioksida v podzemnih geoloških formacijah, na primer v kamninah.
Ogljikov dioksid se zajema iz industrijskih virov ogljikovega dioksida, kot so podjetja za proizvodnjo jekla ali cementa, ali virov, povezanih z energijo, kot so elektrarne ali obrati za predelavo zemeljskega plina, ki se nato vbrizga v porozne kamnine za dolgoročno shranjevanje.
Takšno zajemanje in shranjevanje ogljika omogoča uporabo fosilnih goriv, dokler se drug vir energije ne uvede v velikem obsegu
10. Industrijska sekvestracija ogljika
To morda ni splošno sprejeta in učinkovita vrsta sekvestracije ogljika, vendar se lahko uporablja v nekaterih panogah. Ogljik zajemajo na tri načine iz elektrarne, pred zgorevanjem, po zgorevanju in s kisikom.
Predzgorevanje se ukvarja z zajemanjem ogljika v elektrarnah, preden gorivo zgori. Cilj je odstraniti ogljik iz premoga, preden ga zažgejo.
Pri naknadnem zgorevanju se ogljik odstrani iz proizvodnje elektrarne, potem ko je gorivo zgorelo. To pomeni, da se odpadni plini zajamejo in očistijo ogljikovega dioksida, preden potujejo v dimnike. To se doseže s prehodom plinov skozi amoniak, ki se nato očisti s paro, pri čemer se sprosti ogljikov dioksid za shranjevanje.
Medtem ko gorivo s kisikom ali gorivo, ki izgoreva s kisikom, zgoreva, sprejme več kisika in shrani vse pline, ki pri tem nastanejo. Namesto težavnega ločevanja ogljikovega dioksida od drugih odpadnih plinov, postopek ujame celoten izhod iz dimnikov in ga vse shrani.
Čisti kisik se vpihuje v peči za čiščenje izpušnih plinov, tako da gorivo popolnoma zgori, pri čemer nastane relativno čista para in plin ogljikov dioksid.
Ko se para odstrani s hlajenjem in kondenzacijo, s čimer se pretvori v vodo, se lahko ogljikov dioksid varno shrani.
zaključek
Če zaključimo ta članek, je sekvestracija ogljika s temi različnimi vrstami dala prednost okoljski trajnosti, saj so v okolju vsakodnevne dejavnosti, ki proizvajajo ogljik, predvsem zaradi človeških dejavnosti.
Zato je zelo pomembno, da se te metode in vrste sekvestracije ogljika spodbujajo, da se ohrani in ohrani okolje.