Ko darīt, ja būtu iespējams visus kaitīgos piesārņotājus vienkārši izsūkt no gaisa, lai tie nebūtu tik traucējoši? Ko darīt, ja būtu iespējams arī šos atmosfēras piesārņotājus pārveidot par fosilo degvielu vai, iespējams, ekoloģiski draudzīgo biodegvielu? Kāpēc tad mēs varētu daudz mazāk uztraukties par smogu, elpošanas ceļu slimībām un to ietekmi, ko planētai rada liela šo gāzu koncentrācija.
Tas ir oglekļa uztveršanas, salīdzinoši jaunas koncepcijas, pamatā, kurā oglekļa dioksīdu uztver punktveida avotos - tādās kā rūpnīcas, dabasgāzes rūpnīcas, kurināmā rūpnīcas, lielākās pilsētas vai jebkura cita vieta, kur, kā zināms, ir atrodamas lielas CO 2 koncentrācijas. . Pēc tam šo CO 2 var uzglabāt turpmākai izmantošanai, pārveidot par biodegvielu vai vienkārši ievietot atpakaļ uz Zemes, lai tas neievadītos atmosfērā.
Apraksts:
Tāpat kā daudzi citi nesenie notikumi, oglekļa uztveršana ir daļa no jauna procedūru kopuma, ko kopīgi sauc par ģeoinženieriju. Šo procedūru mērķis ir mainīt klimatu, lai neitralizētu globālās sasilšanas sekas, parasti mērķējot uz vienu no galvenajām siltumnīcefekta gāzēm. Šī tehnoloģija pastāv jau kādu laiku, bet tikai pēdējos gados tā tiek ierosināta arī kā līdzeklis klimata pārmaiņu apkarošanai.
Pašlaik oglekļa uztveršanu visbiežāk izmanto rūpnīcās, kuru elektroenerģijas ražošanā izmanto fosilo kurināmo. Šis process tiek veikts vienā no trim pamatvirzieniem - pēcapdegšana, priekšsadedzināšana un skābekļa kurināmā sadedzināšana. Pēcdegšana ir saistīta ar CO2 noņemšanu pēc fosilā kurināmā sadedzināšanas un pārvēršanas dūmgāzē, kas sastāv no CO2, ūdens tvaikiem, sēra dioksīdiem un slāpekļa oksīda.
Kad gāzes pārvietojas pa dūmu kaudzi vai skursteni, CO 2 uztver ar “filtru”, kas faktiski sastāv no šķīdinātājiem, kurus izmanto CO2 un ūdens tvaiku absorbēšanai. Šis paņēmiens ir efektīvs, jo šādus filtrus var modernizēt vecākām iekārtām, izvairoties no nepieciešamības veikt dārgas elektrostacijas kapitālo remontu.
Ieguvumi un izaicinājumi:
Šo procesu rezultāti līdz šim ir bijuši iepriecinoši - kas lepojas ar iespēju, ka līdz 90% CO 2 tiek noņemti no emisijām (atkarībā no iekārtas veida un izmantotās metodes). Tomēr pastāv bažas, ka daži no šiem procesiem palielina elektrostaciju kopējās izmaksas un enerģijas patēriņu.
Saskaņā ar Klimata pārmaiņu starpvaldību padomes (IPCC) 2005. gada ziņojumu papildu izmaksas svārstās no 24 līdz 40% ogļu spēkstacijām, no 11 līdz 22% dabasgāzes elektrostacijām un no 14 līdz 25% no ogļu bāzes kombinētā gazifikācijas cikla. sistēmas. Papildu enerģijas patēriņš arī rada lielākas emisijas.
Turklāt, kaut arī CC operācijas var krasi samazināt CO 2, tās gaisā var pievienot citus piesārņotājus. Noteikta veida piesārņotāju daudzums ir atkarīgs no tehnoloģijas, un tas svārstās no amonjaka un slāpekļa oksīdiem (NO un NO²) līdz sēra oksīdiem un sēra oksīdiem (SO, SO², SO³, S²O, S²O3 utt.). Tomēr pētnieki izstrādā jaunas metodes, kuras, viņuprāt, samazinās gan izmaksas, gan patēriņu un neradīs papildu piesārņotājus.
Piemēri:
Labs oglekļa uztveršanas procesa piemērs ir Petro Nova projekts - ogļu kurināmā spēkstacija Teksasā. Šo iekārtu 2014. gadā sāka modernizēt ASV Enerģētikas departaments (DOE), lai tajā ietilptu lielākā oglekļa uztveršanas operācija pēc sadegšanas pasaulē.
Sastāvot no filtriem, kas uztver emisijas, un infrastruktūras, kas tos novietotu atpakaļ uz Zemes, DOE lēš, ka šī darbība spēs uztvert 1,4 miljonus tonnu CO2 kas iepriekš būtu izlaists gaisā.
Pirmsadedzināšanas gadījumā CO 2 tiek ieslodzīts pirms fosilā kurināmā pat sadedzināšanas. Šeit ogles, eļļu vai dabasgāzi karsē tīrā skābeklī, kā rezultātā tiek sajaukts oglekļa monoksīds un ūdeņradis. Pēc tam šo maisījumu katalītiskajā pārveidotājā apstrādā ar tvaiku, kas pēc tam rada vairāk ūdeņraža un oglekļa dioksīda.
Pēc tam šīs gāzes ievada kolbās, kur tās apstrādā ar amīnu (kas saistās ar CO2, bet ne ar ūdeņradi); pēc tam maisījumu uzkarsē, izraisot CO2 palielināšanos tur, kur to var savākt. Pēdējā procesa laikā (sadedzināšana ar skābekli un degvielu) fosilo kurināmo sadedzina skābeklī, iegūstot tvaika un CO 2 gāzes maisījumu. Tvaiku un oglekļa dioksīdu atdala, atdzesējot un saspiežot gāzes plūsmu, un pēc atdalīšanas CO 2 tiek noņemts.
Pie citiem centieniem oglekļa uztveršanas jomā pieder pilsētu struktūru veidošana ar īpašām iekārtām, lai izvadītu no gaisa CO 2. To piemēri ir Torre de Especialidades Mehiko - slimnīca, kuru ieskauj 2500 m² fasāde, kas sastāv no Prosolve370e. Projektējusi Berlīnē dibināta firma Elegant Embellishments, šī īpaši veidotā fasāde spēj novadīt gaisu caur režģiem un paļaujas uz ķīmiskajiem procesiem, lai izfiltrētu smogu.
Paredzams, ka arī Ķīnas Phoenix Towers - paredzēts torņu sērijas projekts Uhaņā, Ķīnā (kas arī būs pasaules augstākais) - tiks uzstādīts ar oglekļa uztveršanas operāciju. Kā daļa no dizainera redzējuma radīt ēku, kas ir gan iespaidīgi augsta, gan ilgtspējīga, tajā ietilpst speciāli pārklājumi konstrukciju ārpusē, kas izvilks CO 2 no vietējā pilsētas gaisa.
Pēc tam ir ideja par “mākslīgajiem kokiem”, ko izvirzīja Kolumbijas universitātes Zemes un vides inženierijas katedras profesors Klauss Lakners. Sastāv no plastmasas priekšpuses, kas pārklātas ar sveķiem, kas satur nātrija karbonātu - kas, apvienojumā ar oglekļa dioksīdu, rada nātrija bikarbonātu (sauktu arī par cepamais sodas) - šie “koki” patērē CO 2 tāpat kā īstie koki.
Tādas pašas tehnoloģijas izmaksu ziņā efektīvā versijā, ko izmanto CO 2 attīrīšanai no gaisa zemūdenēs un kosmosa vilcienos, priekšpuses pēc tam notīra, izmantojot ūdeni, kas, apvienojumā ar nātrija bikarbonātu, dod risinājumu, kuru var viegli pārveidot par biodegvielu.
Visos gadījumos oglekļa uztveršanas process ir saistīts ar to, lai atrastu veidus, kā no gaisa noņemt kaitīgos piesārņotājus, lai samazinātu cilvēces pēdas. Uzglabāšana un atkārtota izmantošana arī nonāk vienādojumā, cerot dot pētniekiem vairāk laika alternatīvu enerģijas avotu izstrādei.
Mēs esam uzrakstījuši daudz interesantu rakstu par oglekļa uztveršanu šeit Space Magazine. Lūk, Kas ir oglekļa dioksīds ?, Kas izraisa gaisa piesārņojumu ?, Ko darīt, ja mēs visu sadedzinām ?, Globālās sasilšanas pulkstenis: kā oglekļa dioksīds izplūst pa visu zemi un kā pasaulei jācenšas sasniegt oglekļa emisijas gandrīz nulles līmenī.
Lai iegūtu papildinformāciju par to, kā darbojas oglekļa uztveršana, noteikti apskatiet šo videoklipu no oglekļa uztveršanas un glabāšanas organizācijas:
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par Zemes, iepazīstieties ar NASA Saules sistēmas izpētes rokasgrāmatu uz Zemes. Un šeit ir saite uz NASA Zemes novērošanas centru.
Mums ir arī astronomijas dalībnieku epizodes par Zemes planētu un klimata izmaiņām. Klausieties šeit, epizode 51: Zeme, epizode 308: klimata izmaiņas.
Avoti:
- Wikipedia - oglekļa uztveršana un glabāšana
- Oglekļa uztveršanas uzglabāšanas asociācija - kas ir CCS?
- Zaļie fakti - CO2 uztveršana un uzglabāšana
- Globālais CCS institūts - kas ir CCS?
