Навчитися вловлювати та зберігати вуглекислий газ – це один зі способів, яким вчені хочуть відтермінувати наслідки потепління в атмосфері. Ця практика зараз розглядається науковою спільнотою як невід'ємна частина вирішення проблеми зміни клімату . Це робиться за допомогою різних типів секвестрації вуглецю.
Вуглекислий газ – це газ, що утримує тепло, утворюється як у природі, так і в результаті діяльності людини. Вуглекислий газ, створений людиною, може надходити від спалювання вугілля, природного газу та нафти для виробництва енергії.
Біологічний вуглекислий газ може виникати в результаті розкладання органічної речовини, лісових пожеж та інших змін у землекористуванні.
Накопичення вуглекислого газу та інших «парникових газів» в атмосфері може затримувати тепло та сприяти зміні клімату. Процес поглинання вуглецю може затримати нагрівання атмосфери.
Секвестрація вуглецю захищає вуглекислий газ від його потрапляння в атмосферу Землі.
Ідея полягає в тому, щоб стабілізувати вуглець у твердій і розчиненій формах, щоб він не викликав нагрівання атмосфери. Процес показує величезні перспективи для зменшення «вуглецевого сліду» людини.
Зміст
Що таке поглинання вуглецю?
Секвестрація вуглецю — це практика захоплення або видалення вуглецю з атмосфери та його зберігання. Це один із багатьох підходів, що застосовуються для вирішення проблеми зміни клімату.
Це також може означати видалення парникових газів з атмосфери та поміщення їх у довгострокове зберігання вуглецю, щоб запобігти потеплінню планети.
Щоб запобігти подальшому нагріванню атмосфери Землі, людство потребує величезних колективних зусиль. Кожне потенційне рішення є важливим, якщо ми хочемо зупинити безпрецедентну зміну клімату, від припинення нашої залежності від палива, що виділяє вуглець, до встановлення цілі щодо нульових викидів до 2050 року.
Паралельно з переходом до чистих енергетичних систем і декарбонізації практик з високим рівнем викидів, таких як будівництво чи транспорт. Людство докладає спільних зусиль для видалення вуглецю з нашої атмосфери, адаптуючи способи будівництва, споживання, подорожей і виробництва енергії.
Але такі методи, як секвестрація вуглецю, показують, як ми можемо працювати з природним середовищем, щоб подолати кліматичну кризу.
Що бере участь у процесі поглинання вуглецю?
Процес уловлювання та секвестрації вуглецю складається з трьох етапів, які включають:
- Уловлювання або збереження вуглекислого газу з промислових процесів або електростанцій
- Транспорт уловленого та стисненого вуглекислого газу
- Зберігання оксиду вуглецю в глибоких підземних породах
Види поглинання вуглецю
З огляду на те, що промисловість у всьому світі викидає 10 гігатонн (один мільярд метричних тонн) парникових газів щороку, потреба в поглинанні вуглецю є гострою.
Ось деякі типи поглинання вуглецю, які допоможуть вам впоратися з глобальним потеплінням і зміною клімату на індивідуальній основі.
- Секвестр в лісах
- Секвестрація в ґрунтах
- Пряме захоплення повітря (DAC) і зберігання
- Секвестр на пасовищах
- Секвестр водно-болотних угідь
- Секвестрація вуглецю в океані
- Електростанція з уловлювання та зберігання вуглецю (CCS).
- Сконструйовані молекули
- Геологічне поглинання вуглецю
- Промислове поглинання вуглецю
1. Секвестр у лісах
Ліси та рідколісся визнані однією з найкращих форм природного поглинання вуглецю.
У середньому ліси зберігають вдвічі більше вуглецю, ніж викидають, тоді як, за оцінками, близько 25% викидів вуглецю поглинаються лісовими ландшафтами, такими як пасовища та луки (поля, прерії, чагарники тощо).
Коли дерева, гілки та листя вмирають і падають на землю, вони вивільняють накопичений вуглець у ґрунт.
Тому забезпечення безпеки та збереження такого природного середовища має вирішальне значення для забезпечення ефективного уловлювання CO2 поглиначами вуглецю. Лісові пожежі та діяльність людини, така як вирубка лісів , будівництво чи інтенсивне сільське господарство, становлять найбільшу загрозу для цього природного процесу.
2. Секвестрація в ґрунтах
Вуглець може бути захоплений у ґрунті рослинами за допомогою фотосинтезу та може зберігатися у вигляді органічного вуглецю ґрунту (SOC).
Таким чином, агроекосистеми деградують і виснажують рівень органічного вуглецю в ґрунті. Крім того, через болота, торф і болота вуглець може бути захоплений і збережений у вигляді карбонатів.
Ці карбонати накопичуються протягом тисяч років, коли CO2 змішується з іншими мінеральними елементами, такими як мінерали кальцію або магнію, утворюючи «каліче» в пустелі та посушливому ґрунті.
Згодом цей вуглець, що зберігається в карбонатах, вивільняється із землі, але не надовго — у деяких випадках через понад 70,000 XNUMX років, тоді як органічна речовина ґрунту зберігає вуглець протягом кількох років.
Вчені працюють над тим, як прискорити процес утворення карбонатів, додаючи в ґрунт дрібно подрібнені силікати, щоб зберігати вуглець протягом більш тривалого часу.
3. Пряме захоплення повітря (DAC) і зберігання
Цей підхід використовує хімічні речовини або тверді речовини для захоплення газу з повітря, а потім, як у випадку з BECCS, зберігає його на довгі відстані під землею або в довговічних матеріалах.
Це спосіб, за допомогою якого вуглець уловлюється безпосередньо з повітря за допомогою передових технологічних установок. Було виявлено, що пряме уловлювання повітря теоретично може видаляти CO2 з повітря в тисячу разів ефективніше, ніж рослини.
Цей процес уже використовується на підводних човнах під поверхнею океану та в космічних апаратах, які знаходяться далеко над нею. Однак цей процес є енергоємним і дорогим, коливається від 500 до 800 доларів США за тонну видаленого вуглецю.
Хоча такі методи, як пряме захоплення повітря, можуть бути ефективними, вони все ще занадто дорогі для масового впровадження.
Прикладами є контейнери для поглинання вуглецю від Лакнера Університету штату Арізона, а також інші проекти, такі як щойно відкрита установка для уловлювання вуглецю Climeworks у Швейцарії.
4. Секвестр на луках
Хоча ліси зазвичай вважаються важливими поглиначами вуглецю, луки також можуть поглинати більше вуглецю під землею, і коли вони горять, вуглець залишається фіксованим у коренях і ґрунті, а не в листі та деревній біомасі.
Луки та пасовища є більш надійними місцями зберігання вуглецю, ніж ліси, через швидкі лісові пожежі та вирубку лісів.
Однак ліси мають здатність накопичувати більше вуглецю, ніж пасовища, але в нестабільних умовах через зміну клімату луки можуть бути більш стійкими.
5. Секвестр водно-болотних угідь
Як і всі рослини, водно-болотні рослини поглинають вуглець з повітря у формі вуглекислого газу та зберігають цей вуглець у біомасі. Вони відомі як важливі природні активи, здатні поглинати атмосферний вуглець і обмежувати подальші втрати вуглецю для полегшення тривалого зберігання.
Ними можна свідомо управляти, щоб забезпечити природне рішення для пом’якшення зміни клімату, а також допомогти компенсувати прямі втрати водно-болотних угідь через різні зміни землекористування та природні фактори. Крім того, водно-болотні угіддя, такі як торф’яні болота, вловлюють вуглець із більшою щільністю вуглецю на гектар, ніж ліси чи сільськогосподарські угіддя.
6. Секвестрація вуглецю в океані
Водне середовище та великі водойми також є чудовими поглиначами CO2 . Океани поглинають з атмосфери близько 25 відсотків вуглекислого газу, що викидається в результаті діяльності людини щорічно.
Вуглець рухається в обох напрямках океану. Коли вуглекислий газ потрапляє в атмосферу з океану, він створює так званий позитивний атмосферний потік. Негативний потік означає, що океан поглинає вуглекислий газ. Подумайте про ці потоки як про вдих і видих, де сумарний ефект цих протилежних напрямків визначає загальний ефект.
Холодніші та багатші на поживні речовини частини океану здатні поглинати більше вуглекислого газу, ніж тепліші. Тому полярні регіони зазвичай служать поглиначами вуглецю. Очікується, що до 2100 року значна частина світового океану стане великим поглиначем вуглекислого газу. Цей вуглець здебільшого утримується у верхніх шарах океанів. Однак надмірна кількість вуглецю може підкислювати воду, створюючи загрозу для біорізноманіття, яке існує нижче.
7. Електростанція з уловлювання та зберігання вуглецю (CCS).
Уловлювання та зберігання вуглекислого газу (CCS) передбачає уловлювання вуглекислого газу, що утворюється в результаті виробництва електроенергії або промислової діяльності, такої як виробництво цементу чи сталі. Потім цей CO2 стискається та транспортується до глибоких підземних споруд, де його закачують у гірські породи для постійного зберігання.
8. Сконструйовані молекули
Вчені розробляють молекули, які можуть змінювати форму, створюючи нові види сполук, здатних утримувати та вловлювати вуглекислий газ з повітря.
Сконструйовані молекули діють як фільтр, притягуючи лише той елемент, для пошуку якого вони були створені. На практиці це може стати ефективним способом створення сировини при одночасному зниженні вмісту вуглецю в атмосфері.
9. Геологічне поглинання вуглецю
Цей процес стосується зберігання вуглекислого газу в підземних геологічних утвореннях, наприклад у скелях.
Вуглекислий газ уловлюється з промислових джерел вуглекислого газу, таких як сталеливарні чи цементні компанії, або джерел, пов’язаних з енергетикою, таких як електростанції чи підприємства з переробки природного газу, який потім впорскується в пористі породи для тривалого зберігання.
Таке уловлювання та зберігання вуглецю дозволяє використовувати викопне паливо до тих пір, поки інше джерело енергії не буде впроваджено у великих масштабах
10. Промислове поглинання вуглецю
Можливо, це не є загальноприйнятим і ефективним типом поглинання вуглецю, але його можна використовувати в деяких галузях промисловості. Вони вловлюють вуглець трьома способами з електростанції: до спалювання, після спалювання та на кисневому паливі.
Попереднє спалювання займається захопленням вуглецю на електростанціях перед спалюванням палива. Мета полягає в тому, щоб видалити вуглець з вугілля перед його спалюванням.
У процесі допалювання вуглець видаляється з виробленої електростанцією після спалювання палива. Це означає, що відпрацьовані гази вловлюються та очищаються від вуглекислого газу, перш ніж вони піднімуться до димових труб. Це досягається шляхом пропускання газів через аміак, який потім очищається парою, вивільняючи вуглекислий газ для зберігання.
Під час спалювання кисневого палива або кисневого палива воно отримує більше кисню та зберігає всі гази, що утворюються в результаті. Замість трудомісткого відділення вуглекислого газу від інших відпрацьованих газів процес захоплює весь вихід із димових труб і зберігає його.
Чистий кисень вдувається в печі для очищення вихлопних газів, тому паливо згорає повністю, утворюючи відносно чисту пару та вуглекислий газ.
Після видалення пари шляхом охолодження та конденсації, що перетворює її у воду, вуглекислий газ можна безпечно зберігати.
Висновок
Підсумовуючи цю статтю, поглинання вуглецю цими різними типами сприяло екологічній стійкості, оскільки в навколишньому середовищі щоденно відбувається діяльність, яка виробляє вуглець, здебільшого через діяльність людини.
Тому дуже важливо, щоб ці методи та типи поглинання вуглецю використовувалися для збереження та підтримки навколишнього середовища.
Рекомендаціяs
- Причини, чому поглиначі вуглецю важливі
. - 4 Важливість зелених технологій
. - Як працює вловлювання вуглецю?
. - 10 Вплив вугілля, шахт і електростанцій на навколишнє середовище
. - 8 Вплив екотуризму на навколишнє середовище
.
Ахамефула Есеншен — консультант з нерухомості, аналітик даних і автор контенту. Він є засновником HopeBlaze Foundation і випускником екологічного менеджменту в одному з престижних коледжів країни. Він одержимий читанням, дослідженнями та письмом.