Mengapa CO Baru? Teknologi Tangkap Bukan Peluru Ajaib Melawan Perubahan Iklim Sekiranya ia mudah sahaja. Olivier Le Moal / Shutterstock

Menurut UN utama baru-baru ini melaporkan, jika kita mengehadkan kenaikan suhu kepada 1.5 °C dan mengelakkan kesan perubahan iklim yang paling dahsyat, kita perlu mengurangkan CO global? pelepasan kepada sifar bersih menjelang 2050. Ini bermakna menghapuskan penggunaan bahan api fosil dengan pantas – tetapi untuk mengimbangi peralihan itu dan mengimbangi kawasan yang pada masa ini tiada penggantian bahan mudah terbakar, kita perlu mengeluarkan CO secara aktif? daripada suasana. Menanam pokok dan menggulung semula ialah 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 CO? dari atmosfera dengan kos kurang daripada $100 satu tan, banyak sumber media memuji kejayaan itu sebagai peluru ajaib. Malangnya, gambaran besarnya tidak semudah itu. Benar-benar memberi tip keseimbangan daripada sumber karbon kepada sinki karbon adalah perniagaan yang rumit, dan pandangan kami ialah kos tenaga yang terlibat dan kemungkinan penggunaan hiliran CO yang ditangkap? bermakna bahawa "peluru" Kejuruteraan Karbon hanyalah sihir.

Memandangkan CO itu? hanya menyumbang 0.04% daripada molekul di udara kita, menangkapnya mungkin kelihatan seperti keajaiban teknologi. Tetapi ahli kimia telah melakukannya secara kecil-kecilan sejak abad ke-18, dan ia juga boleh dilakukan - walaupun tidak cekap - dengan bekalan dari kedai perkakasan tempatan.

Sebagai pelajar kimia sekolah menengah akan tahu, CO? bertindak balas dengan air kapur (larutan kalsium hidroksida) untuk memberikan kalsium karbonat tidak larut berwarna putih susu. Hidroksida lain menangkap CO? dengan cara yang sama. Litium hidroksida adalah asas kepada CO? penyerap yang memastikan angkasawan di Apollo 13 hidup, dan kalium hidroksida menangkap CO? dengan begitu cekap sehingga ia boleh digunakan untuk mengukur kandungan karbon bahan yang terbakar. Peralatan abad ke-19 yang digunakan dalam prosedur terakhir ini masih terdapat pada logo American Chemical Society.

Malangnya, ini bukan masalah berskala kecil lagi – kita kini perlu menangkap berbilion tan CO?, dan pantas.


grafik langganan dalaman


Teknik Kejuruteraan Karbon adalah kimia hidroksida yang terbaik. Di loji perintisnya di British Columbia, udara ditarik masuk oleh kipas besar dan terdedah kepada kalium hidroksida, dengan CO yang manakah? bertindak balas untuk membentuk kalium karbonat larut. Larutan ini kemudiannya digabungkan dengan kalsium hidroksida, menghasilkan kalsium karbonat pepejal dan mudah dipisahkan, bersama-sama dengan larutan kalium hidroksida, yang boleh digunakan semula.

Kalsium karbonat boleh digunakan sebagai baja tanah. Nordic Moonlight / Shutterstock

Bahagian proses ini memerlukan tenaga yang agak sedikit dan produknya pada asasnya adalah batu kapur – tetapi membuat pergunungan kalsium karbonat tidak menyelesaikan masalah kita. Walaupun kalsium karbonat mempunyai kegunaan dalam pertanian dan pembinaan, proses ini akan menjadi terlalu mahal sebagai sumber komersial. Ia juga bukan pilihan praktikal untuk penyimpanan karbon yang dibiayai oleh kerajaan kerana kuantiti kalsium hidroksida yang besar yang diperlukan. Untuk dapat dilaksanakan, tangkapan udara terus perlu menghasilkan CO pekat? sebagai produknya, yang sama ada boleh disimpan atau digunakan dengan selamat.

Oleh itu, kalsium karbonat pepejal dipanaskan hingga 900 °C untuk memulihkan CO tulen?. Langkah terakhir ini memerlukan sejumlah besar tenaga. Dalam loji gas asli Carbon Engineering, keseluruhan kitaran menjana setengah tan CO? bagi setiap tan yang ditangkap dari udara. Kilang itu menangkap CO tambahan ini?, dan sudah tentu 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.

Syarikat permulaan Switzerland Climeworks menggunakan CO yang ditangkap serupa? kepada membantu fotosintesis dan meningkatkan hasil tanaman di rumah hijau yang berdekatan, tetapi harganya masih belum dapat bersaing. CO? boleh diperolehi di tempat lain dengan hanya sepersepuluh daripada keuntungan $100 Carbon Engineering. Terdapat juga cara yang lebih murah untuk kerajaan mengimbangi pelepasan: lebih mudah untuk menangkap CO? pada sumber pelepasan, di mana kepekatannya lebih tinggi. Jadi teknologi ini mungkin menarik minat industri pemancar tinggi yang mungkin mendapat manfaat daripada CO? 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, CO? dipam ke dalam telaga minyak untuk meningkatkan jumlah minyak mentah yang boleh diperoleh semula, berkat peningkatan tekanan telaga dan/atau memperbaik ciri aliran minyak itu sendiri. Walau bagaimanapun, termasuk kos tenaga untuk mengangkut dan menapis minyak tambahan ini, menggunakan teknologi dengan cara ini mungkin akan meningkatkan pelepasan bersih, bukan mengurangkannya.

Satu lagi kunci bercakap tentang operasi Kejuruteraan Carbon adalah Air To Fuels teknologi, dalam CO yang mana? ditukar kepada bahan api cecair mudah terbakar, sedia untuk dibakar semula. Secara teorinya ini menyediakan kitaran bahan api neutral karbon, dengan syarat setiap langkah proses dikuasakan dengan tenaga boleh diperbaharui. Walau bagaimanapun, walaupun penggunaan ini masih jauh daripada teknologi pelepasan negatif.

Rangka kerja logam-organik ialah pepejal berliang yang mampu menangkap CO?.

{vembed Y = m91P-R3kxOs}

Terdapat alternatif yang menjanjikan di kaki langit. Rangka kerja logam-organik adalah pepejal seperti span yang memerah CO yang setara? luas permukaan padang bola sepak ke dalam saiz kiub gula. Menggunakan permukaan ini untuk CO? penangkapan memerlukan tenaga yang jauh lebih sedikit - dan syarikat telah mula meneroka potensi komersial mereka. Walau bagaimanapun, pengeluaran berskala besar belum disempurnakan, dan persoalan mengenai kestabilan jangka panjang mereka untuk CO yang berterusan? projek tangkapan bermakna kos tinggi mereka belum layak.

Dengan peluang yang kecil bahawa teknologi yang masih dalam makmal akan sedia untuk tangkapan skala gigatonne dalam dekad yang akan datang, kaedah yang digunakan oleh Carbon Engineering dan Climeworks adalah yang terbaik yang kami ada pada masa ini. Tetapi penting untuk diingat bahawa ia tidak sempurna. Kita perlu beralih kepada kaedah CO yang lebih cekap? tangkap secepat mungkin. Sebagai pengasas Carbon Engineering 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

at InnerSelf Market dan Amazon