Sekiranya ia mudah sahaja. Olivier Le Moal / Shutterstock
Menurut UN utama baru-baru ini melaporkanjika kita mengehadkan kenaikan suhu ke 1.5 ° C dan menghalang kesan perubahan iklim yang paling buruk, kita perlu mengurangkan pelepasan CO2 global menjadi sifar bersih oleh 2050. Ini bermakna menghapuskan penggunaan bahan api fosil dengan cepat - tetapi untuk mengurangkan peralihan dan mengimbangi kawasan-kawasan di mana tidak ada penggantian untuk bahan bakar, kita perlu mengeluarkan CO₂ dari atmosfera secara aktif. Menanam pokok dan rewilding adalah a bahagian besar daripada penyelesaian ini, tetapi kami sangat mungkin memerlukan bantuan teknologi lanjut jika kita menghalang kerosakan iklim.
Jadi apabila berita baru-baru ini muncul bahawa syarikat Kanada Carbon Engineering telah memanfaatkan beberapa kimia terkenal untuk menangkap CO₂ dari atmosfera dengan kos kurang dari $ 100 satu ton, banyak sumber media memuji peristiwa itu sebagai peluru ajaib. Malangnya, gambar besar itu tidak semudah itu. Benar-benar menjejaskan keseimbangan dari sumber karbon kepada sinki karbon adalah perniagaan yang halus, dan pandangan kami ialah kos tenaga yang terlibat dan penggunaan hiliran yang menggunakan CO₂ yang ditangkap bermakna bahawa "peluru" Kejuruteraan Carbon adalah apa-apa tetapi sihir.
Memandangkan CO₂ hanya menyumbang 0.04% molekul di udara kita, menangkapnya mungkin kelihatan seperti keajaiban teknologi. Tetapi ahli kimia telah melakukannya pada skala kecil sejak abad 18, dan ia juga boleh dilakukan - walaupun tidak cekap - dengan bekalan dari gedung perkakasan tempatan.
Sebagai pelajar kimia sekolah menengah akan tahu, CO₂ bereaksi dengan limewater (penyelesaian kalsium hidroksida) untuk memberikan kalsium karbonat tidak larut susu putih. Hidroksida lain menangkap CO₂ dengan cara yang sama. Lithium hidroksida adalah asas kepada Penyerap CO₂ yang memelihara angkasawan pada Apollo 13 hidup, dan kalium hidroksida menangkap CO₂ dengan begitu cekap sehingga dapat digunakan untuk mengukur kandungan karbon bahan bakar. Alat abad 19 abad yang digunakan dalam prosedur terakhir ini masih terdapat pada logo American Chemical Society.
Malangnya, ini bukan lagi masalah kecil - kita kini perlu menangkap berbilion tan CO2, dan cepat.
Teknik Kejuruteraan Karbon adalah kimia hidroksida yang terbaik. Di kilang perintisnya di British Columbia, udara ditarik oleh peminat besar dan terdedah kepada kalium hidroksida, yang CO₂ bertindak balas untuk membentuk kalium karbonat larut. Penyelesaian ini kemudian digabungkan dengan kalsium hidroksida, menghasilkan kalsium karbonat pepejal dan mudah dibersihkan, bersama dengan larutan kalium hidroksida, yang boleh digunakan semula.
Ini sebahagian daripada proses kos yang sedikit tenaga dan produknya pada dasarnya batu kapur - tetapi menjadikan gunung kalsium karbonat tidak menyelesaikan masalah kita. Walaupun kalsium karbonat mempunyai kegunaan dalam bidang pertanian dan pembinaan, proses ini terlalu mahal sebagai sumber komersial. Ia juga bukan pilihan praktikal untuk simpanan karbon yang dibiayai oleh kerajaan kerana kuantiti kalsium hidroksida yang diperlukan. Untuk menjadi mungkin, tangkapan udara langsung perlu menghasilkan CO₂ yang dipusatkan sebagai produknya, yang boleh disimpan atau digunakan dengan selamat.
Oleh itu, kalsium karbonat pepejal dipanaskan kepada 900 ° C untuk mendapatkan CO₂ tulen. Langkah terakhir ini memerlukan sejumlah besar tenaga. Dalam loji gas asli Gas Carter Engineering, seluruh kitaran menghasilkan setengah tan CO₂ untuk setiap ton ditangkap dari udara. Kilang itu menangkap CO₂ tambahan ini, dan tentu saja boleh dikuasakan oleh tenaga boleh diperbaharui untuk keseimbangan karbon yang lebih sihat - tetapi masalah apa yang perlu dilakukan dengan semua gas yang ditangkap masih ada.
Climeworks syarikat permulaan Swiss menggunakan CO₂ yang sama ditangkap kepada membantu fotosintesis dan meningkatkan hasil tanaman di rumah hijau berhampiran, tetapi harga belum berada di dekat kompetitif. CO₂ boleh diperolehi di tempat lain untuk sekurang-kurangnya sepersepuluh baris bawah $ 100 Kejuruteraan Karbon. Terdapat juga cara yang lebih murah bagi kerajaan untuk mengimbangi pelepasan: lebih mudah untuk menangkap CO₂ di sumber pelepasan, di mana kepekatannya lebih tinggi. Oleh itu, teknologi ini berkemungkinan terutamanya menarik minat industri memancarkan tinggi yang mungkin mendapat manfaat daripada CO₂ dengan kelayakan hijau.
Sebagai contoh, salah satu pelabur utama dalam teknologi penangkapan Karbon Kejuruteraan ialah Occidental Petroleum, pengguna utama Pemulihan Minyak Dipertingkatkan kaedah. Dalam satu kaedah sedemikian, CO₂ dipam ke dalam sumur minyak untuk meningkatkan jumlah minyak mentah yang dapat dipulihkan, berkat peningkatan tekanan baik dan / atau memperbaiki ciri aliran minyak itu sendiri. Walau bagaimanapun, termasuk kos tenaga pengangkutan dan penapisan minyak tambahan ini, menggunakan teknologi dengan cara ini kemungkinan akan meningkatkan pelepasan bersih, tidak mengurangkannya.
Satu lagi kunci bercakap tentang operasi Kejuruteraan Carbon adalah Air To Fuels teknologi, di mana CO₂ ditukarkan menjadi bahan bakar cecair mudah terbakar, sedia untuk dibakar semula. Secara teori ini menyediakan kitaran bahan api neutral karbon, dengan syarat setiap langkah proses itu dikuasakan dengan tenaga boleh diperbaharui. Walau bagaimanapun, walaupun penggunaan ini masih jauh dari teknologi pelepasan negatif.
Rangka kerja logam-organik adalah pepejal berpori yang mampu menangkap CO₂.
Terdapat alternatif yang menjanjikan di kaki langit. Rangka kerja logam-organik adalah pepejal seperti span yang memerah luas permukaan CO₂ setara padang bola sepak ke dalam saiz kiub gula. Menggunakan permukaan ini untuk penangkapan CO₂ memerlukan kurang tenaga - dan syarikat-syarikat telah mula menjelajah potensi komersial mereka. Walau bagaimanapun, pengeluaran besar-besaran belum diselesaikan, dan persoalan mengenai kestabilan jangka panjang mereka untuk projek menawan CO₂ yang berkekalan bermakna bahawa kos tinggi mereka belum mendapat manfaat.
Dengan sedikit peluang teknologi yang masih di makmal akan siap untuk menangkap skala gigatonne dalam dekad yang akan datang, kaedah yang digunakan oleh Kejuruteraan Karbon dan Climeworks adalah yang terbaik yang kita ada sekarang. Tetapi penting untuk diingat bahawa mereka tidak ada tempat yang sempurna. Kita perlu beralih kepada kaedah yang lebih cekap untuk menangkap CO₂ sebaik sahaja kita dapat. Sebagai pengasas Karbon Kejuruteraan David Keith sendiri mata keluar, teknologi penyingkiran karbon terlampaui oleh pembuat dasar, dan telah menerima pendanaan penyelidikan "sangat luar biasa" setakat ini.
Secara umumnya, kita mesti menentang godaan untuk melihat penangkapan udara secara langsung sebagai peluru sihir yang menyelamatkan kita daripada menangani kecanduan karbon kita. Mengurangkan atau meneutralkan beban karbon dalam kitaran hayat bahan api hidrokarbon mungkin merupakan langkah ke arah teknologi pelepasan negatif. Tetapi itu hanya - satu langkah. Selepas berada di sebelah yang salah dari lejar karbon sejak sekian lama, ia adalah masa lalu untuk melihat di luar hanya berbuka walaupun.
Tentang Pengarang
Chris Hawes, Pensyarah dalam Kimia Anorganik, Keele University
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
