שימור אנרגיה והפחתת פליטות, ונקיטת הדרך של פיתוח פחמן נמוך הם הפתרונות הטובים ביותר לשינויי אקלים גלובליים. כאשר צריכת הפחם העולמית ממשיכה לצמוח, ישנם מדענים המאמינים כי אימוץ נרחב של לכידת פחמן וטכנולוגיית אחסון הוא חשוב מאוד למטרה להגביל את ההתחממות הגלובלית ל -2 מעלות. לפיכך, בעיני מדענים ברחבי העולם, טכנולוגיות חדשות להפחתת פליטות פחמן דו חמצני מוערכות יותר ויותר, ביניהן טכנולוגיית לכידת פחמן ואחסון החלה להפוך לנושא חם. בין אמצעי הפחתת פליטות שונים, טכנולוגיית לכידת פחמן וטכנולוגיית האחסון נחשבת ל"טכנולוגיה יחידה עם התרומה הגדולה ביותר ". צפוי כי תרומתה להפחתת פליטה עולמית תגיע ל 20%, ולכן היא משכה תשומת לב רבה מכל המדינות. נכון לעכשיו, ישנם יותר ממאה פרויקטים של לכידת פחמן וטכנולוגיית אחסון בפעילות או מופעלים ברחבי העולם.
טכנולוגיות לכידת ואחסון פחמן
פרופסור פאן ווייפינג, מנהל המכון למדעי הבעירה וטכנולוגיית הסביבה במערב אוניברסיטת קנטאקי, אמר בראיון שנערך לאחרונה כי לכידת ואחסון פחמן מתייחסים לטכנולוגיה האוספת פחמן דו חמצני המיוצר על ידי מקורות פליטה כמו תחנות כוח גדולות, טחנות פלדה וצמחים כימיים, ומאחסן דרכים שונות כדי למנוע את שחרורו לאטמוספרה. הטכנולוגיה כוללת שלושה קישורים: לכידת פחמן דו חמצני, הובלה ואחסון.
לכידת פחמן היא תהליך לכידת פחמן דו חמצני המשתחרר לאטמוספרה. ישנן שלוש דרכים עיקריות ללכוד פחמן דו חמצני: לכידת לפני ההתבגרות, בעירה גז עשיר ולכידת לאחר ההתבגרות. ללא קשר לשיטת הלכידה המשמשת, בקיצור, הגז שנוצר על ידי תחנות כוח פחם פחם נאסף, ואחרי דמיון, תחמוצות חנקן וכו ', הפחמן הדו-חמצני מופרד ונאסף.
השנייה היא סחיטת פחמן. כאשר פחמן דו חמצני נלכד ודחוס, הוא דחוס חזרה לשדות נפט מדוללים או למקומות תת -קרקעיים בטוחים אחרים. "לדוגמה, בתהליך מיצוי נפט, יש להזריק פחמן דו חמצני לפני שיכול להופיע שמן." פאן ווייפינג אמר. ניתן לאתר את המחקר על טכנולוגיה זו לשנת 1975, כאשר ארצות הברית הזריקה פחמן דו חמצני לקרקע כדי להגביר את ייצור הנפט, אך רק בשנת 1989 החל מכון הטכנולוגיה של מסצ'וסטס ללמוד אותו כפרויקט הגנה על הסביבה לאחסון פחמן דו חמצני להפחתת פליטות גזי החממה. רק בשנים האחרונות טכנולוגיה זו קיבלה יותר תשומת לב ומחקר. זו נחשבת לדרך יעילה להפחית ישירות את ריכוז הפחמן הדו -חמצני באוויר.
לגבי השיטות הספציפיות של לכידת פחמן, קיימות כיום יותר מ -1,100 תחנות כוח תרמיות בארצות הברית, אשר בדרך כלל משתמשות בטכנולוגיית הטיפול לאחר הבעירה. פאן ווייפינג הציג כי ישנם שני סוגים של טכנולוגיות טיפול לאחר הבעירה: האחת היא טכנולוגיית אמוניה אורגנית, שהיא כיום טכנולוגיה בוגרת יותר, אך יש לה גם חסרונות: יעילות הלכידה של פחמן דו חמצני היא רק 90%והיא צורכת אנרגיה רבה.
השנייה היא טכנולוגיית ספיגת אמוניה. אמוניה פלוס פחמן דו חמצני הופך לדשן חנקן קטן, שיכול לשמש כדשן לייצור חקלאי. אך לא כל תחנת כוח תרמית יכולה להשתמש בטכנולוגיה זו. זה מוגבל בכמות. אחרת, היכן ניתן למכור כל כך הרבה דשני חנקן קטנים?
השלישית היא טכנולוגיית טיפול לפני הבעירה. תחנות כוח תרמיות חדשות יכולות להשתמש בטכנולוגיה זו. לדוגמה, תחנת כוח תרמית הנמצאת בבנייה בדונגגואן, גואנגדונג, סין, משתמשת בטכנולוגיית ייצור חשמל מחזור פחם של מחזור פחם בכללותה. היתרון שלו הוא שהפחם מוגבל תחילה. לאחר גיזוז פחם, המוצרים העיקריים הם מימן, פחמן חד חמצני וכו ', ובעירה מימן לא תייצר פחמן דו חמצני.
פאן ווייפינג אמר, "כעת, הרבה תחנות כוח תרמיות חדשות שנבנו לאחרונה בארצות הברית משתמשות בעירה מעורבת. מדוע? מכיוון שתחנות כוח אלה אינן צריכות להיות מצוידות בציוד נוסף ולהשתמש בציוד לייצור חשמל קיים. הבעירה המעורבת של פחם וביומסה יכולה להפחית את פליטת הפחמן הדו -חמצני. זו הדרך הישירה והמהירה ביותר בטווח הקצר.
התאוששות שמן משופרת עשויה לעזור במאבק בשינויי אקלים
טכנולוגיית לכידת פחמן משמשת בארצות הברית מאז שנות השלושים. לדוגמה, פחמן דו חמצני נלכד על ידי תגובות כימיות במעשי העשן של תחנות כוח ומפעלים, ואז משוחרר על ידי חימום הכימיקלים. לאחר מכן נלחץ הפחמן דו חמצני כדי להפוך לנוזל ונשאב דרך צינורות למיקומי אחסון. מיקומי האחסון כוללים חצץ תת קרקעי, אקוויפרים מלח ושדות שמן ישנים.
במשך עשרות שנים חברות נפט מקדחות עבור פחמן דו חמצני מתחת לאדמה בדרום מערב קולורדו, והן יעבירו כמויות גדולות של פחמן דו חמצני דרך צינורות לשדות נפט במערב טנסי. על ידי הזרקת פחמן דו חמצני, ניתן להשתמש בשמן הזקן לייצור יותר שמן, ורוב הפחמן הדו -חמצני יאוחסן לצמיתות בטנסי.
במיזורי, תחנת כוח פחם מפיזת גזית חדשה תחל לאסוף פחמן דו חמצני בשנת 2015 ותעביר אותה לשדות נפט בדרום מיזורי דרך צינור של כמעט 100 קילומטרים. תחנת הכוח תהיה גם המפעל הראשון בארצות הברית שיישם לכידת ואחסון פחמן. הפרויקט משתמש בגזי חממה המיוצרים על ידי שריפת דלקים מאובנים כדי לעזור לייצר דלקים מאובנים יותר. אף על פי שמהלך זה רחוק מלהתחיל פיתרון אידיאלי לשינויי אקלים, התאוששות משופרת משופרת יכולה להוכיח כי טכנולוגיית לכידת ואחסון של פחמן דו חמצני הוא כלי חשוב לטיפול בשינויי אקלים.
"דלקים מאובנים לא נעלמים בקרוב", אמר ג'ון תומפסון, מנהל פרויקט מעבר הדלק המאובנים בכוח המשימה הנקי ללא מטרות רווח. "אם אנו רוצים להפסיק את ההתחממות הגלובלית, עלינו למצוא דרך להשתמש בדלקים מאובנים מבלי לפלוט פחמן דו חמצני. נכון לעכשיו, רק לכידת ואחסון פחמן יכולים לעשות זאת." האתגר הגדול ביותר הוא בקנה מידה, ולבארות הנפט המזדקנות יש ביקוש עצום לפחמן דו חמצני. תומפסון מנבא כי התאוששות נפט משופרת תדרוש בסופו של דבר 33 מיליארד טון של פחמן דו חמצני, השווה לעשרות שנים של פליטת פחמן דו חמצני מכל תחנות הכוח בארצות הברית.
כריס ג'ונס, מהנדס כימי במכון הטכנולוגי בג'ורג'יה, אמר: "בטווח הקצר אנו עשויים להשתמש בדלקים מאובנים יותר כדי לפתח טכנולוגיית לכידת ואחסון פחמן. אך תהליך זה נחוץ, ועלינו להמשיך ולפתח טכנולוגיה זו בתהליך זה ולהפוך את הטכנולוגיה הזו לבוגרת ויעילה יותר." אבל ג'ונס גם ציין כי לכידת ואחסון פחמן לא נוגעים רק לקבורת פחמן דו חמצני עמוק מתחת לאדמה. כל התהליך יוביל להמשך השימוש בדלקים מאובנים. בנוסף, שאיבת נוזלים בלחץ גבוה לקרקע עלולה להוביל לסיכון של רעידות אדמה מעשה ידי אדם, ויש גם הסיכון לדליפה מקרית של פחמן דו חמצני. מכיוון שאין דרך להוכיח שהפחמן הדו -חמצני שנלכד ומאוחסן לא ידלף. לדוגמה, יש כפר באפריקה עם אגם בתוכו. אחרי הפחמן הדו -חמצני בתחתית האגם דלף החוצה, כל האנשים ובעלי החיים בכפר נחנקו למוות, והכפר כולו נעלם.
לא ניתן להתעלם מערך טכנולוגיית הפחמן
נכון לעכשיו, העלות היא המכשול העיקרי ליישום טכנולוגיית לכידת פחמן ואחסון, ושחזור נפט משופר הוא התחום העיקרי ליישום נרחב של טכנולוגיה זו והפחתת עלותה. באופן גלובלי, פליטת פחמן דו חמצני עולה על 35 מיליארד טון בשנה, כמעט כולם מגיעים מפחם, נפט וגז טבעי. על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית, על מנת להשיג את המטרה להגביל את ההתחממות הגלובלית ל -2 מעלות צלזיוס, יצטרכו לבנות יותר ממאה פרויקטים של לכידת פחמן ואחסון עד 2020, ולהפחית 270 מיליון טון פחמן דו חמצני בשנה. עם זאת, ישנם כיום רק 60 פרויקטים מתוכננים או מוצעים, מתוכם רק 21 פרויקטים החלו בבנייה או לתפעול. ישנם 34 פרויקטים של לכידת פחמן ואחסון מתוכננים או תפעוליים מחוץ לצפון אמריקה, שרובם ממוקמים באסיה ובאוסטרליה. על פי מכון לכידת ואחסון פחמן גלובלי, התנגדות ציבורית לכידת פחמן ואחסון במדינות אירופה כמו גרמניה הובילה לירידה במספר הפרויקטים באירופה מ -14 פרויקטים מתוכננים בשנת 2011 ל -5 פרויקטים מתוכננים בשנת 2014.
