Aceasta este o parte unul dintr-o serie de patru-parte privind captarea și utilizarea (CCU), industria de creștere dedicat folosind dioxidul de carbon captat din atmosferă pentru a combate schimbările climatice. Partea a doua se referă la recuperarea îmbunătățită a uleiului ca utilizare a CO2, iar partea a treia se referă la alte utilizări industriale ale CO2. Al patrulea post analizează modul în care factorii de decizie ar trebui să abordeze tehnologiile CCU. Această piesă a fost publicată inițial în septembrie.,
oamenii de Știință estimează că, în general, să dețină creșterea temperaturii medii globale la 1,5 grade Celsius peste preindustrială de bază — un „seif” la nivel de încălzire — umanitatea trebuie să stabiliza concentrația atmosferică de dioxid de carbon la aproximativ 350 părți la milion.în acest an, am ajuns la aproximativ 410 ppm. Există deja prea mult CO2 în atmosferă. În acest moment, pentru a garanta cu adevărat un climat sigur pentru generațiile viitoare, nu trebuie doar să reducem emisiile; trebuie să extragem puțin CO2 din atmosferă.,
Având în vedere că emisiile globale de carbon sunt încă în creștere și există sute de gigatone pe drumul de la combustibili fosili existente de infrastructură, aproape fiecare model folosit de grupul Interguvernamental privind schimbările Climatice (IPCC), care ne arată atingerea unui climat de siguranță presupune îngroparea gigatone de CO2, așa-numitele „emisii negative.există multe forme de emisii negative, dar cel mai probabil singura modalitate de a elimina suficient CO2 va fi să-l trageți direct din aer și să-l îngropați subteran în acvifere saline, un proces cunoscut sub numele de captarea și sechestrarea carbonului (CSC)., Cu CSC, CO2 este tratat ca un produs rezidual care trebuie eliminat în mod corespunzător, la fel cum tratăm canalizarea și multe alte pericole de poluare.
cât de mult CO2 va trebui să fie îngropat? Evident, este imposibil de știut în avans; modelele IPCC variază în funcție de cât de repede arată că emisiile scad. Cu cât emisiile scad mai repede și mai repede, cu atât mai puțin CSC va fi necesar. Cu cât cad mai lent și mai târziu, cu atât mai mult va fi nevoie.,
o lucrare din 2017 în Nature Climate Change estimează „sarcina totală de atenuare” — adică cantitatea totală de emisii care trebuie evitate între acum și 2050 pentru a rămâne sub 2 grade — la 800 de gigatoni. (Deși IPCC spune că 1.5 grade este ținta cu adevărat sigură, mulți oameni de știință cred că este imposibil de realizat; 2 grade rămâne o țintă extrem de ambițioasă.) Lucrarea estimează că, chiar dacă reducerile de emisii vor avea succes, între 120-160 de gigatoni vor trebui să fie sechestrați în această perioadă.,
un Alt mod de a spune că este, având în vedere chiar optimiste despre decarbonatare, probabil vom ajunge să emit o mulțime mai mult decât bugetul de carbon, așa că va trebui să-și îngroape între 100 și 200 de gigatone de CO2 pentru a obține înapoi în ea. Și, desigur, va trebui să îngropăm sute de gigatoni mai mult în anii de după 2050.
soluția ușoară la această dilemă ar fi un preț global al carbonului, dar acest lucru nu pare să se întâmple. Deci, cum, în absența unui preț al carbonului, poate industria de captare a carbonului să meargă?
Iată o idee: cel puțin pentru o vreme, în loc să îngroape carbonul, companiile care îl capturează ar putea să-l vândă.,
utilizarea CO2 ar putea oferi un impuls pentru captarea carbonului
dioxidul de Carbon este o marfă cu o anumită valoare. Este folosit, atât direct, cât și ca materie primă, de o serie de industrii și a fost de peste un secol.cea mai mare parte a CO2 folosită de industriile de astăzi este un produs secundar al proceselor de combustibili fosili, adesea din gaze naturale sau plante pe bază de cărbune care produc amoniac; adică provine de sub suprafața Pământului. La fel ca arderea combustibililor fosili, transferă CO2 din geosferă în atmosferă.,dar dacă CO2 scos din aer a devenit mai abundent și mai ieftin, ar putea începe să concureze cu CO2 terestru. În teorie, orice industrie care folosește carbonul de sub pământ — pentru combustibil, băuturi, direct în procesele industriale, ca materie primă pentru a crea alte produse sau orice altceva-ar putea trece la CO2 captat de aer.utilizarea CO2 din aer pentru produse și servicii este cunoscută sub numele de captarea și utilizarea carbonului (CCU). Conform unor estimări, este o piață potențial de 1 trilion de dolari până în 2030. Și ar putea avea două beneficii largi.,
În primul rând, ar putea reduce emisiile de CO2, parțial prin sechestrarea permanentă a unui anumit carbon în produse durabile și parțial prin înlocuirea proceselor cu emisii mari de carbon, evitând astfel emisiile care altfel ar fi avut loc.pentru a fi clar, CCU nu va reduce niciodată suficient CO2 pentru a evita nevoia de CSC (adică, îngroparea carbonului). Nici măcar pe aproape. Tonajul CO2 omenirea emite pur și simplu pitici tonajul de produse pe bază de carbon pe care le consumă.dar CCU ar putea fi un instrument util în centura de instrumente de decarbonizare., După cum a spus o lucrare recentă, „fiecare atom de C pe care îl putem recicla este un atom de carbon fosil lăsat în subteran pentru generațiile viitoare care nu vor ajunge în atmosferă astăzi.”Printr-o estimare optimistă, CCU ar putea reduce până la 10% din emisiile globale totale până în 2030.
în al Doilea rând, cererea de CO2 condus de CCU ar putea oferi mai devreme de piață, ajutând pentru a obține tehnologie de captare de carbon cresc și costurile sale împins în jos, astfel că este gata atunci când factorii de decizie în cele din urmă a obține în jurul valorii de a sprijini CCS în serios. Ar putea servi ca o „rampă” la CCS.,
un ghid pentru lumea complexă și confuză a utilizării carbonului
aceasta este o zonă fierbinte și în curs de dezvoltare rapidă în lumea climatică și energetică. Există tot felul de cercetări care se desfășoară în noile utilizări ale CO2, tot felul de proiecte pilot în curs de desfășurare, tot felul de startup-uri care apar și tot felul de informații confuze și hype care plutesc în jur. Deci, să vedem dacă putem rezolva.
Iată cum va merge această serie de postări., În acest post, vom arunca o scurtă privire asupra celor două surse majore de captare a carbonului industrial și a modalităților de bază CO2 este utilizat în prezent de industrie, doar pentru a fi orientat.în al doilea post, vom discuta subiectul enervat al recuperării îmbunătățite a petrolului (EOR), care este de departe cea mai mare utilizare industrială actuală a CO2.
în al treilea post, vom examina mai atent piețele de top non-EOR pentru CO2, cum ar fi materialele de construcție și combustibilii, și potențialul total al acestora, atât din punct de vedere economic, cât și din punct de vedere al carbonului.,
și în ultimul post, vom contempla drumul înainte pentru CCU, ce fel de politici de susținere necesită și, făcând un pas înapoi, modul corect de a vedea acest lucru în contextul general al luptei împotriva climei.
va fi distractiv! Nu veți mai vedea niciodată CO2 la fel.
soiuri de captare a carbonului
În primul rând, să înțelegem clar ce vreau să spun atunci când vorbesc despre ridicarea unei industrii industriale de captare a carbonului.,o mare varietate de procese” naturale ” absorb și sechestrează carbonul, pe uscat (păduri și sol), pe coaste (zone umede și mangrove) și în ocean. Capacitatea de absorbție a carbonului a acestor procese poate fi îmbunătățită printr — un management uman inteligent — de exemplu, programul LandCarbon al serviciului Geologic al SUA-și pot juca un rol important în lupta împotriva climei.dar în aceste posturi, vom discuta în schimb despre captarea industrială a carbonului, mașini construite pentru a absorbi CO2 din aer prin reacții chimice., Nu vom intra în diferitele chimii și tehnologii implicate (există multe și sunt complicate), dar merită să ținem cont de o distincție.
CO2 poate fi extras din gazele de ardere — fluxuri de deșeuri produse prin generarea de energie sau alte procese industriale — sau poate fi extras din aerul înconjurător printr-un proces cunoscut sub numele de captare directă a aerului (DAC). Fiecare are avantajele și dezavantajele sale.
marele avantaj al tragerii din gazele de ardere este că CO2 este concentrat, aproximativ o moleculă din fiecare 10, în timp ce în aerul înconjurător, este o moleculă din fiecare 2.500. Cu legile chimiei fiind ceea ce sunt, întotdeauna va fi nevoie de mai puțină energie pentru a extrage un material dintr-o sursă deja concentrată. Pe baza prețului materiilor prime, CO2 din gazele de ardere va fi probabil întotdeauna mai ieftin decât CO2 produs de DAC.dar DAC are avantaje proprii. În primul rând, este agnostic geografic., Nu trebuie să fie atașat la nimic sau construit într-un anumit loc. CO2 este la fel de concentrat în aer peste tot în lume, astfel încât DAC poate fi construit oriunde în lume, oriunde este nevoie de CO2, eliminând costurile de transport. Este mai mic, mai modular și mai adaptabil.în al doilea rând, spre deosebire de orice altă formă de captare a carbonului, terestră sau industrială, DAC este limitat doar de costuri. Se poate scala până la orice dimensiune, în funcție doar de dorința noastră de a cheltui bani pe ea., De aceea, mulți din domeniu cred că DAC este cea mai promițătoare tehnologie cu emisii negative pe termen lung.
(NB: există companii precum Global termostat cu tehnologii care pretind că pot capta carbon din oricare sursă.după cum vom vedea, diferite opțiuni pentru CCU pot fi mai potrivite pentru o formă de captare sau alta.
utilizarea CO2 și potențialul său
cu tot acest fundal, să aruncăm o privire la modalitățile de CO2 este utilizat în prezent.,
Aici e un grafic din marea BRITANIE, Royal Society, care stabilește opțiunile de bază:
Începând de la partea de jos: CO2 pot fi utilizate direct, în sere, pentru a carbonat de băuturi, sau pentru enhanced oil recovery (cel mai mare curent de utilizare), sau poate fi transformat, printr-o mare varietate de procese chimice, în materiale sau materii prime. Una dintre conversiile chimice cu cel mai mare potențial, în vârf, este combinarea CO2 cu hidrogenul pentru a produce combustibili sintetici de hidrocarburi.,
Acest grafic de la Universitatea din Michigan global CO2 inițiativa devine un pic mai granular despre produsele rezultate:
unele dintre aceste procese și produse sunt mai departe de-a lungul dezvoltării pieței decât altele; unele au un potențial mai mare de atenuare a carbonului decât altele; unele au un potențial total de piață mai mare decât altele. (Ne vom uita la toate acestea mai îndeaproape în al treilea post.)
o distincție de a păstra în minte de acum are de a face cu cât timp fiecare dintre aceste opțiuni sechestrează CO2.pentru cele mai multe dintre ele, este un timp relativ scurt., De exemplu, dacă CO2 capturat este utilizat pentru a face combustibili sintetici, combustibilii sunt apoi arși, moment în care CO2 este eliberat înapoi în atmosferă. Este reciclarea carbonului (sau upcycling), nu sechestrarea carbonului.recuperarea îmbunătățită a uleiului se poate face în mod concertat cu sechestrarea permanentă a carbonului geologic, dar rareori este astăzi. (Ne vom uita la asta mai îndeaproape în al doilea post.dintre diferitele alte categorii de CCU, numai materialele de construcție (și, eventual, materiale noi, cum ar fi fibra de carbon) pot pretinde că sechestrează CO2 semi-permanent., Când injectați CO2 în beton, betonul este apoi utilizat într-o clădire care ar putea dura până la un secol; apoi, dacă clădirea coboară, betonul poate fi spart și reutilizat. CO2 rămâne pus, lipit chimic.această distincție contează în contemplarea potențialului total de atenuare a CCU. Doar o mică parte din ea poate pretinde vreodată că este carbon-negativă; potențialul său de sechestrare este limitat. În cea mai mare parte, beneficiul său va veni din înlocuirea proceselor care consumă carbon cu cele neutre din carbon, evitând emisiile de carbon., (Și chiar acest potențial poate fi limitat; Mai multe despre asta în al patrulea post.toate acestea înseamnă, din nou, că CCU nu va înlocui niciodată CCS. În cel mai bun caz, va ajuta la stabilirea fundației pentru CSC.
în foaia de parcurs 2016 pentru CCU industries, inițiativa globală de CO2 a fost extrem de ascendentă în ceea ce privește potențialul de atenuare al CCU, argumentând că ar putea contribui substanțial la atingerea obiectivelor climatice din Paris.,este demn de remarcat faptul că aceste proiecții optimiste nu sunt universal împărtășite; estimarea foii de parcurs a potențialului de atenuare se află la capătul înalt al studiilor recente. O evaluare IPCC din 2005 a concluzionat sumbru că „amploarea utilizării CO2 captat în procesele industriale este prea mică, timpii de stocare prea scurți și echilibrul energetic prea nefavorabil pentru utilizările industriale ale CO2 pentru a deveni semnificativ ca mijloc de atenuare a schimbărilor climatice.totuși, multe s-au schimbat din 2005. Energia regenerabilă a devenit mai ieftină, iar conversia CO2 s-a îmbunătățit., Cel puțin, CCU este una dintre numeroasele tehnologii potențial de reducere a carbonului, care merită mult mai multă atenție și sprijin decât primește în prezent de la factorii de decizie politică.
politica nu încurajează exact gândirea pe termen lung, dar 2050 nu este atât de departe, iar 2030 este încă mai aproape. Menținerea temperaturii „cu mult sub” 2 grade, obiectivul ONU, nu înseamnă doar atingerea emisiilor nete zero până în 2050, așa cum susțin acum majoritatea candidaților democrați pentru președinte. Aceasta înseamnă, de asemenea, construirea capacității de a îngropa sute de gigatoni de carbon., În măsura în care CCU poate ajuta la realizarea acestui lucru — o întrebare deschisă, deocamdată-merită urmărită.în partea a doua, vom arunca o privire mai atentă la recuperarea îmbunătățită a uleiului, utilizarea actuală dominantă a CO2. Pe de o parte, utilizează o infrastructură care ar putea fi ușor reconvertită pentru sechestrarea carbonului în zone care tind să fie adecvate pentru sechestrarea carbonului. Pe de altă parte, împuternicește companiile petroliere. Ne vom confrunta cu această dilemă., în fiecare zi la Vox, ne propunem să răspundem la cele mai importante întrebări și să vă oferim dvs. și publicului nostru din întreaga lume informații care vă împuternicesc prin înțelegere. Activitatea Vox ajunge la mai mulți oameni ca niciodată, dar marca noastră distinctivă de Jurnalism explicativ necesită resurse. Contribuția dvs. financiară nu va constitui o donație, dar va permite personalului nostru să continue să ofere articole gratuite, videoclipuri și podcast-uri tuturor celor care au nevoie de ele. Vă rugăm să ia în considerare a face o contribuție la Vox astăzi, de la cât mai puțin $3.,
