Un „arbore mecanic” este de aproximativ 1,000 de ori mai rapid la eliminarea dioxidului de carbon din aer decât un copac natural. Primul este să înceapă să opereze în Arizona în 2022. Ilustrație prin Arizona State University
Două secole de ardere a combustibililor fosili au pus în atmosferă mai mult dioxid de carbon, un puternic gaz cu efect de seră, decât poate elimina natura. Pe măsură ce acel CO2 se acumulează, acesta prinde excesul de căldură aproape de suprafața Pământului, provocând încălzirea globală. Există atât de mult CO2 în atmosferă acum, încât majoritatea scenariilor arată Încheierea numai cu emisiile nu va fi suficientă pentru a stabiliza clima – umanitatea va trebui, de asemenea, să elimine CO2 din aer.
Departamentul de Energie al SUA are un nou scop să se extindă captarea directă a aerului, o tehnologie care folosește reacții chimice la captarea CO2 din aer. În timp ce finanțarea federală pentru captarea carbonului atrage adesea critici, deoarece unii oameni o văd ca o scuză pentru continuarea utilizării combustibililor fosili, eliminarea carbonului într-o anumită formă va fi probabil mai fi necesar, arată rapoartele IPCC. Tehnologia de îndepărtare mecanică a carbonului este în dezvoltare și funcționează la o scară foarte mică, în parte pentru că metodele actuale sunt prohibitiv de costisitoare și consumatoare de energie. Dar tehnici noi sunt testate în acest an care ar putea contribui la reducerea cererii și a costurilor de energie.
L-am întrebat pe profesorul de la Universitatea de Stat din Arizona Klaus Lackner, un pionier în captarea directă a aerului și stocarea carbonului, despre starea tehnologiei și încotro se îndreaptă.
Ce este îndepărtarea directă a carbonului și de ce este considerată necesară?
Când m-am interesat de managementul carbonului la începutul anilor 1990, ceea ce m-a determinat a fost observația că carbonul se acumulează în mediu. Este nevoie de natura mii de ani pentru a elimina acel CO2, și suntem pe o traiectorie spre CO2 mult mai mare concentrații, mult peste tot ce au experimentat oamenii.
Omenirea nu își poate permite să aibă cantități tot mai mari de exces de carbon plutind în mediu, așa că trebuie să-l scoatem înapoi.
Nu toate emisiile provin din surse mari, cum ar fi centrale sau fabrici, unde putem capta CO2 pe măsură ce iese. Așa că trebuie să ne ocupăm de cealaltă jumătate a emisiilor – de la mașini, avioane, să facem un duș fierbinte în timp ce cuptorul tău cu gaz eliberează CO2. Asta înseamnă să scoți CO2 din aer.
Deoarece CO2 se amestecă rapid în aer, nu contează unde din lume este îndepărtat CO2 - eliminarea are același impact. Astfel, putem plasa tehnologia de captare directă a aerului chiar acolo unde intenționăm să folosim sau să stocăm CO2.
Metoda de depozitare este, de asemenea, importantă. Stocarea CO2 pentru doar 60 de ani sau 100 de ani nu este suficient de bună. Dacă peste 100 de ani tot acel carbon va reveni în mediu, tot ce am făcut a fost să avem grijă de noi înșine, iar nepoții noștri trebuie să-și dea seama din nou. Între timp, consumul mondial de energie crește aproximativ 2% pe an.
Una dintre plângerile legate de captarea directă a aerului, pe lângă cost, este că este consumatoare de energie. Se poate reduce consumul de energie?
Două utilizări mari de energie în captarea directă a aerului sunt pornirea ventilatoarelor pentru a aspira aer și apoi încălzirea pentru a extrage CO2. Există modalități de a reduce cererea de energie pentru ambele.
Obțineți cele mai recente prin e-mail
De exemplu, am dat peste un material care atrage CO2 când este uscat și îl eliberează când este umed. Ne-am dat seama că am putea expune acel material vântului și se va încărca cu CO2. Atunci am putea să-l udăm și așa ar fi eliberează CO2 într-un mod care necesită mult mai puțină energie decât alte sisteme. Adăugarea de căldură creată din energie regenerabilă crește presiunea CO2 și mai mare, așa că avem un gaz CO2 amestecat cu vapori de apă din care putem colecta CO2 pur.
Putem economisi și mai multă energie dacă captarea este pasivă – nu este necesar să avem ventilatoare care să sufle aerul în jur; aerul se mișcă de la sine.
Laboratorul meu creează o metodă pentru a face acest lucru, numită arbori mecanici. Sunt coloane verticale înalte de discuri acoperite cu o rășină chimică, de aproximativ 5 picioare în diametru, cu discurile la o distanță de aproximativ 2 inci, ca un teanc de discuri. Pe măsură ce aerul trece, suprafețele discurilor absorb CO2. După aproximativ 20 de minute, discurile sunt pline și se scufundă într-un butoi de dedesubt. Trimitem apă și abur pentru a elibera CO2 într-un mediu închis, iar acum avem un amestec la presiune scăzută de vapori de apă și CO2. Putem recupera cea mai mare parte a căldurii care a intrat în încălzirea cutiei, astfel încât cantitatea de energie necesară pentru încălzire este destul de mică.
Folosind umiditatea, putem evita aproximativ jumătate din consumul de energie și putem folosi energie regenerabilă pentru restul. Acest lucru necesită apă și aer uscat, așa că nu va fi ideal peste tot, dar există și alte metode.
CO2 poate fi stocat în siguranță pe termen lung și există suficient acest tip de stocare?
Am început să lucrez la conceptul de sechestrare a mineralelor în anii 1990, conducând un grup la Los Alamos. Lumea poate elimina permanent CO2, profitând de faptul că este un acid și că anumite roci sunt baze. Când CO2 reacţionează cu minerale bogate în calciu, formează carbonați solizi. De mineralizarea CO2 asa, noi poate stoca o cantitate aproape nelimitată de carbon permanent.
De exemplu, există o mulțime de bazalt – rocă vulcanică – înăuntru Islanda care reacționează cu CO2 și îl transformă în carbonați solizi în câteva luni. Islanda ar putea vinde certificate de captare a carbonului în restul lumii, deoarece elimină CO2 pentru restul lumii.
Există, de asemenea, rezervoare subterane uriașe din producția de petrol din Bazinul Permian din Texas. Există acvifere mari saline. În Marea Nordului, la un kilometru sub fundul oceanului, compania energetică Equinor captează CO2 dintr-o fabrică de procesare a gazelor și stochează un milion de tone de CO2 pe an din 1996, evitând-o pe cea a Norvegiei taxa pe emisiile de CO2. Cantitatea de depozitare subterană în care putem face sechestrarea mineralelor este mult mai mare decât vom avea vreodată nevoie pentru CO2. Întrebarea este cât de mult poate fi convertit în rezervă dovedită
.Putem folosi si captarea directa a aerului pentru a închide bucla de carbon – ceea ce înseamnă că CO2 este reutilizat, captat și reutilizat pentru a evita producerea mai mult. În prezent, oamenii folosesc carbonul din combustibilii fosili pentru a extrage energie. Puteți converti CO2 în combustibili sintetici – benzină, motorină sau kerosen – care nu au carbon în ei, amestecând CO2 cu hidrogen verde creat cu energie regenerabilă. Combustibilul respectiv poate fi transportat cu ușurință prin conductele existente și poate fi stocat ani de zile, astfel încât să puteți produce căldură și electricitate în Boston într-o noapte de iarnă folosind energia care a fost colectată ca soare în West Texas vara trecută. Un rezervor plin de „synfuel” nu costă mult și este mai rentabil decât o baterie.
Departamentul de Energie a stabilit un nou obiectiv de a reduce costurile de eliminare a dioxidului de carbon la 100 USD pe tonă și de a le extinde rapid într-un deceniu. Ce trebuie să se întâmple pentru ca asta să devină realitate?
DOE mă sperie pentru că fac să sune ca și cum tehnologia este deja gata. După ce am neglijat tehnologia timp de 30 de ani, nu putem spune doar că există companii care știu să o facă și tot ce trebuie să facem este să o promovăm. Trebuie să presupunem că aceasta este o tehnologie în curs de dezvoltare.
Climeworks este cea mai mare companie care face captură directă comercial și vinde CO2 la în jur de 500 $ până la 1,000 $ pe tonă. E prea scump. Pe de altă parte, la 50 de dolari pe tonă, lumea ar putea face asta. Cred că putem ajunge acolo.
SUA consumă aproximativ 7 milioane de tone de CO2 pe an CO2 comerciant – gândiți-vă că băuturile carbogazoase, stingătoarele de incendiu, silozurile de cereale le folosesc pentru a controla pulberea de cereale, care este un pericol de explozie. Prețul mediu este de 60-150 USD. Deci sub 100 USD aveți o piață.
Ceea ce aveți nevoie cu adevărat este un cadru de reglementare care să spună că cerem CO2 să fie eliminat, iar apoi piața va trece de la captarea de kilotone de CO2 astăzi la captarea de gigatone de CO2.
Unde vezi că merge această tehnologie peste 10 ani?
Văd o lume care abandonează combustibilii fosili, probabil treptat, dar are mandatul de a capta și stoca tot CO2 pe termen lung.
Recomandarea noastră este că atunci când carbonul iese din pământ, ar trebui să fie asociat cu o îndepărtare egală. Dacă produceți 1 tonă de carbon asociat cu cărbunele, petrolul sau gazul, trebuie să puneți 1 tonă deoparte. Nu trebuie să fie aceeași tonă, dar trebuie să existe o certificat de sechestru asta asigură că a fost lăsat deoparte și trebuie să dureze mai mult de 100 de ani. Dacă tot carbonul este certificat din momentul în care iese din pământ, este mai greu să înșeli sistemul.
O mare necunoscută este cât de mult vor apărea industria și societatea pentru a deveni neutre în carbon. Este încurajator să vezi companii ca Microsoft și Stripe cumpără credite de carbon și certificate pentru a elimina CO2 și dispus să plătească prețuri destul de mari.
Pătrunderea noii tehnologii poate dura un deceniu sau doi, dar dacă atragerea economică este acolo, lucrurile pot merge rapid. Primul avion comercial a fost disponibil în 1951. Până în 1965 erau omniprezente.
Despre autor
Klaus Lackner, profesor de inginerie și director al Centrului pentru Emisii Negative de Carbon, Arizona State University
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
Cărți recomandate:
Viața sălbatică în tranziție a lui Yellowstone
Peste treizeci de experți detectează semne îngrijorătoare ale unui sistem sub tensiune. Aceștia identifică trei factori de stres predominanți: specii invazive, dezvoltarea sectorului privat de terenuri neprotejate și un climat de încălzire. Recomandările lor finale vor forma discuția din secolul XXI cu privire la modul de a face față acestor provocări, nu numai în parcurile americane, ci și pentru zonele de conservare din întreaga lume. Foarte lizibil și complet ilustrat.
Pentru mai multe informații sau pentru a comanda „Yellowstone's Wildlife in Transition” pe Amazon.
Glutul energetic: schimbările climatice și politica grăsimii
de Ian Roberts. Povestește expert povestea energiei în societate și plasează „grăsimea” lângă schimbările climatice ca manifestări ale aceleiași stări de rău planetare fundamentale. Această carte interesantă susține că pulsul energiei combustibililor fosili nu numai că a început procesul de schimbări climatice catastrofale, ci a propulsat și distribuția medie a greutății umane în sus. Oferă și evaluează cititorului un set de strategii personale și politice de descarbonizare.
Pentru mai multe informații sau pentru a comanda „The Energy Glut” pe Amazon.
Last Stand: Ted Turner's Quest to Save a Troubled Planet
de Todd Wilkinson și Ted Turner. Antreprenorul și magnatul media Ted Turner numește încălzirea globală cea mai gravă amenințare cu care se confruntă omenirea și spune că magnatii viitorului vor fi bătute în dezvoltarea energiei regenerabile verzi și alternative. Prin ochii lui Ted Turner, luăm în considerare un alt mod de a gândi despre mediu, obligațiile noastre de a-i ajuta pe ceilalți în nevoie și provocările grave care amenință supraviețuirea civilizației.
Pentru mai multe informații sau pentru a comanda „Last Stand: Ted Turner's Quest ...” pe Amazon.
