A szén-dioxid megkötésének és tárolásának megtanulása egyirányú a tudósok számára, akik el akarják halasztani a felmelegedés hatásait a légkörben. Ezt a gyakorlatot a tudományos közösség ma már a megoldás elengedhetetlen részének tekinti klímaváltozás. Ezt a különböző típusú szénmegkötések végzik
A szén-dioxid a természetben és az emberi tevékenység során keletkező hőlekötő gáz. Az ember által előállított szén-dioxid szén, földgáz és olaj égetéséből származhat energiatermelés céljából.
A biológiai szén-dioxid származhat a szerves anyagok lebomlásából, erdőtüzekből és egyéb földhasználati változásokból.
A szén-dioxid és más „üvegházhatású gázok” felhalmozódása a légkörben felfoghatja a hőt, és hozzájárulhat az éghajlatváltozáshoz. A szénmegkötés folyamata késleltetheti a légkör felmelegedését.
A szénmegkötés biztosítja a szén-dioxidot, hogy megakadályozza annak bejutását a Föld légkörébe.
Az ötlet az, hogy a szén szilárd és oldott formában stabilizálódjon, hogy ne okozza a légkör felmelegedését. A folyamat óriási ígéretet mutat az emberi „szénlábnyom” csökkentésében.
Tartalomjegyzék
Mi az a szénmegkötés?
Szénmegkötés a szén felfogása vagy eltávolítása a légkörből és tárolása. Ez az egyik a számos megközelítés közül, amelyet az éghajlatváltozás kérdésének kezelésére alkalmaznak.
Jelentheti az üvegházhatású gázok légkörből való eltávolítását és hosszú távú szén-dioxid-tárolásba helyezését is, hogy megakadályozzuk a bolygó felmelegedését.
A Föld légkörének további felmelegedésének megakadályozása óriási kollektív erőfeszítést igényel az emberiség részéről. A szén-dioxid-kibocsátó tüzelőanyagoktól való függőségünk megszüntetésétől a nettó nulla kibocsátási cél 2050-re történő meghatározásáig minden lehetséges megoldás fontos, ha meg akarjuk állítani a példátlan éghajlatváltozást.
A tiszta energiarendszerekre való átállás és a magas kibocsátású gyakorlatok – például az építőipar vagy a közlekedés – szén-dioxid-mentesítése mellett. Az emberiség összehangolt erőfeszítéseket tesz annak érdekében, hogy eltávolítsa a szén-dioxidot légkörünkből azáltal, hogy átalakítja az építési, fogyasztási, utazási és energiatermelési módokat.
De az olyan módszerek, mint a szén-dioxid-megkötés, megmutatják, hogyan tudunk együttműködni a természeti környezettel az éghajlati válság kezelésében.
Mi vesz részt a szénmegkötés folyamatában?
A szén-dioxid-leválasztás és -megkötés három lépésből áll, amely magában foglalja:
- Ipari folyamatokból vagy erőművekből származó szén-dioxid leválasztása vagy biztosítása
- A felfogott és sűrített szén-dioxid szállítása
- Szén-oxid tárolása mélyen földalatti kőzetképződményekben
A szénmegkötés típusai
Mivel az iparágak világszerte 10 gigatonna (egymilliárd tonna) üvegházhatást okozó gázt bocsátanak ki évente, óriási szükség van a szén-dioxid megkötésére.
Íme néhány szén-dioxid-megkötési típus, amelyek segítenek egyénileg kezelni a globális felmelegedést és az éghajlatváltozást.
- Sequestration az erdőkben
- Sequestration in Soils
- Direct Air Capture (DAC) és tárolás
- Sequestration in Grasslands
- Vizes élőhelyek megkötése
- Óceáni szénmegkötés
- Szénleválasztó és -tároló (CCS) erőmű
- Mérnöki molekulák
- Geológiai szénmegkötés
- Ipari szénmegkötés
1. Sequestration in Forests
Az erdőket és erdőket a természetes szénmegkötés egyik legjobb formájának tekintik.
Az erdők átlagosan kétszer annyi szenet tárolnak, mint amennyit kibocsátanak, miközben a szén-dioxid-kibocsátás körülbelül 25%-át kötik meg erdőkben gazdag tájak, például legelők és legelők (mezők, prérik, cserjések stb.).
Amikor a fák, ágak és levelek elpusztulnak, és a földre hullanak, az általuk tárolt szenet a talajba bocsátják.
Az ilyen természeti környezet védelme és megőrzése ezért kulcsfontosságú a szén-dioxid-elnyelők hatékony CO2-megkötéséhez. Erdőtüzek és emberi tevékenységek, mint pl erdőirtás, az építőipar vagy az intenzív mezőgazdaság jelentik a legnagyobb veszélyt erre a természetes folyamatra.
2. Sequestration in Soils
A szén a talajban a növények által fotoszintézis útján megköthető, és talaj szerves szénként (SOC) tárolható.
Mint ilyenek, az agroökoszisztémák lebontják és kimerítik a talaj szerves széntartalmát. Ezenkívül a lápokon, tőzegeken és mocsarakon keresztül a szén megköthető és karbonátként tárolható.
Ezek a karbonátok több ezer év alatt CO-ként halmozódnak fel2 keveredik más ásványi elemekkel, mint például a kalcium vagy magnézium ásványi anyagokkal, „kaliche”-t képezve a sivatagban és a száraz talajban.
Végül ez a karbonátokban tárolt szén kiszabadul a földből, de nem túl hosszú ideig – bizonyos esetekben több mint 70,000 XNUMX év után, miközben a talaj szerves anyaga több évig tárolja a szenet.
A tudósok azon dolgoznak, hogy felgyorsítsák a karbonátképző folyamatot azáltal, hogy finomra zúzott szilikátokat adnak a talajhoz a szén hosszabb ideig történő tárolása érdekében.
3. Direct Air Capture (DAC) és tárolás
Ez a megközelítés vegyi anyagokat vagy szilárd anyagokat használ a gáz felfogására a vékony levegőből, majd a BECCS-hez hasonlóan hosszú távra a föld alatt vagy tartós anyagokban tárolja.
Ez egy olyan eszköz, amellyel a szén közvetlenül a levegőből köthető le fejlett technológiájú üzemek segítségével. Felfedezték, hogy a közvetlen levegő befogása elméletileg képes eltávolítani a CO-t2 a levegőből ezerszer hatékonyabban, mint a növények.
Ezt az eljárást már alkalmazzák az óceán felszíne alatti tengeralattjárókban és messze felette lévő űrjárművekben. Ez a folyamat azonban energiaigényes és költséges, 500 és 800 dollár között mozog tonnánként eltávolított szén.
Noha az olyan technikák, mint a közvetlen légbefogás hatékonyak lehetnek, még mindig túl költségesek a tömeges megvalósításhoz.
Ilyenek például az Arizonai Állami Egyetem Lackner egyetemének szénmegkötő konténerei, valamint más projektek, mint például a Climeworks most megnyílt svájci széncsapdája.
4. Szekvesztrálás füves területeken
Míg az erdőket általában fontos szén-elnyelőként tartják számon, a gyepek több szenet köthetnek meg a föld alatt, és amikor égnek, a szén a levelekben és a fás biomasszában marad meg a gyökerekben és a talajban.
A gyepek és legelők megbízhatóbb területek a szén-dioxid tárolására, mint az erdők a gyors erdőtüzek és az erdőket sújtó erdőirtás miatt.
Az erdők azonban több szenet képesek tárolni, mint a gyepek, de a klímaváltozás miatti instabil körülmények között a gyepek ellenállóbbak lehetnek.
5. Vizes élőhelyek elkülönítése
Mint minden növény, a vizes élőhelyek is szén-dioxid formájában vesznek fel szenet a levegőből, és ezt a szenet a biomasszában tárolják. Fontos természeti értékekként ismertek, amelyek képesek felvenni a légköri szenet, és korlátozzák a későbbi szénveszteséget, hogy megkönnyítsék a hosszú távú tárolást.
Szándékosan kezelhetők úgy, hogy természetes megoldást nyújtsanak az éghajlatváltozás mérséklésére, valamint segítsenek ellensúlyozni a vizes élőhelyek különböző földhasználati változásokból és természetes tényezőkből eredő közvetlen veszteségeit. Ezenkívül a vizes élőhelyek, mint például a tőzeglápok, nagyobb hektáronkénti szénsűrűséggel kötik meg a szenet, mint az erdők vagy a mezőgazdasági területek.
6. Óceáni szénmegkötés
A vízi környezet és a nagy víztestek szintén kiválóan elnyelik a CO-t2. Az óceánok évente elnyelik a légkörből az emberi tevékenység által kibocsátott szén-dioxid mintegy 25 százalékát.
A szén mindkét irányba halad az óceánban. Amikor az óceánból szén-dioxid kerül a légkörbe, az úgynevezett pozitív légköri fluxust hoz létre. A negatív fluxus arra utal, hogy az óceán elnyeli a szén-dioxidot. Tekintsd ezeket a fluxusokat belégzésnek és kilégzésnek, ahol ezen ellentétes irányok nettó hatása határozza meg az összhatást.
Az óceán hidegebb és tápanyagban gazdag részei több szén-dioxidot képesek elnyelni, mint a melegebb részek. Ezért a Sarki régiók jellemzően szénelnyelőként szolgálnak. 2100-ra a globális óceán nagy része várhatóan nagy szén-dioxid-nyelő lesz. Ez a szén többnyire az óceánok felső rétegeiben található. A túlzott széntartalom azonban megsavanyíthatja a vizet, ami veszélyt jelent a lenti biológiai sokféleségre.
7. Carbon Capture and Storage (CCS) erőmű
A CCS magában foglalja az energiatermeléssel vagy ipari tevékenységgel, például cement- vagy acélgyártással előállított szén-dioxid leválasztását. Ez a CO2 ezt követően összenyomják és mélyen földalatti létesítményekbe szállítják, ahol sziklaképződményekbe fecskendezik állandó tárolás céljából.
8. Mérnöki molekulák
A tudósok olyan molekulákat terveznek, amelyek megváltoztathatják alakjukat azáltal, hogy új típusú vegyületeket hoznak létre, amelyek képesek a levegőből szén-dioxidot rögzíteni és megkötni.
A megtervezett molekulák szűrőként működnek, csak azt az elemet vonzzák, amelyre tervezték. A gyakorlatban ez hatékony módszert jelenthet a nyersanyagok előállítására, miközben csökkenti a légköri szén mennyiségét.
9. Földtani szénmegkötés
Ez a folyamat a szén-dioxid földalatti geológiai képződményekben, például kőzetekben való tárolásával foglalkozik.
A szén-dioxidot ipari szén-dioxid-forrásokból, például acél- vagy cementgyártó vállalatokból vagy energiával kapcsolatos forrásokból, például erőművekből vagy földgázfeldolgozó létesítményekből kötik le, majd porózus kőzetekbe fecskendezik be hosszú távú tárolás céljából.
Az ilyen szén-dioxid-leválasztás és -tárolás lehetővé teszi a fosszilis tüzelőanyagok használatát mindaddig, amíg egy másik energiaforrást nagy léptékben nem vezetnek be
10. Ipari szénmegkötés
Lehet, hogy ez nem egy széles körben elfogadott és hatékony szénmegkötési típus, de egyes iparágakban alkalmazható. Háromféle módon kötik meg a szenet az erőműből: előégetéssel, utóégetéssel és oxigénüzemanyaggal.
Az előégetés a szén megkötésével foglalkozik az erőművekben, mielőtt az üzemanyagot elégetnék. A cél az, hogy eltávolítsák a szenet a szénből, mielőtt azt elégetik.
Az utóégetés során a tüzelőanyag elégetése után a szenet eltávolítják az erőmű kimenetéből. Ez azt jelenti, hogy a füstgázokat felfogják és megtisztítják szén-dioxidjuktól, mielőtt feljutnának a füstgázokba. Ezt úgy érik el, hogy a gázokat ammónián vezetik át, amelyet ezután gőzzel tisztára fújnak, és szén-dioxidot szabadítják fel a tároláshoz.
Amíg az oxigént vagy az oxigént égető tüzelőanyagot elégetik, az több oxigént vesz fel, és tárolja az így keletkezett összes gázt. Ahelyett, hogy a szén-dioxidot fáradságos módon elválasztaná a többi füstgáztól, az eljárás a füstkémények teljes kibocsátását csapdába zárja, és mindent eltárol.
Tiszta oxigént fújnak a kemencékbe a kipufogógáz tisztítására, így az üzemanyag teljesen elég, viszonylag tiszta gőz és szén-dioxid gáz keletkezik.
Miután a gőzt hűtéssel és kondenzációval eltávolították, a vízbe kerülve a szén-dioxid biztonságosan tárolható.
Következtetés
A cikk zárásaként elmondható, hogy az e különböző típusú szén-dioxid-megkötés a környezeti fenntarthatóságnak kedvezett, mivel a környezetben napi szén-dioxid-termelő tevékenységek zajlanak, többnyire az emberi tevékenység következtében.
Ezért nagyon fontos, hogy a környezet kímélése és fenntartása érdekében ezeket a szénmegkötési módszereket és típusokat alkalmazzák.
Ajánlásts
- Okok, amelyek miatt fontosak a szénelnyelők
. - 4 A zöld technológia jelentősége
. - Hogyan működik a szén-dioxid-leválasztás?
. - 10 A szén, a bányászat és az erőmű környezeti hatásai
. - 8 Az ökoturizmus környezeti hatásai
.
Ahamefula Ascension ingatlantanácsadó, adatelemző és tartalomíró. A Hope Ablaze Alapítvány alapítója, és az ország egyik tekintélyes főiskoláján végzett környezetvédelmi menedzsment szakon. Az olvasás, a kutatás és az írás megszállottja.